[发明专利]一种负极浆料及其制备方法、负极极片和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种负极浆料及其制备方法、负极极片和锂离子电池，所述负极浆料包括负极活性材料和可牺牲分散剂，所述可牺牲分散剂在温度50℃时直接挥发或在温度50℃时发生水解反应以分解产物的形式挥发。本发明通过采用特定的可牺牲分散剂来替代传统的增稠剂，实现提高负极浆料稳定性的目的；同时，本发明的可牺牲分散剂在后续的涂布及烘干过程中能够挥发，不占用负极极片的质量，从而提升了负极活性材料的占比和负极浆料的固含，使制备得到的锂离子电池具有较高的能量密度、倍率性能和低温放电性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种负极浆料及其制备方法、负极极片和锂离子电池。

背景技术

现有锂离子电池负极浆料主要选用水系浆料来降低成本，即以水为溶剂，将负极活性材料、导电剂、增稠剂和粘结剂按照一定的重量比均匀混合在水中，得到具有一定粘度和细度的稳定浆料用于涂布，以制备负极片。其中，活性材料、导电剂和粘结剂均为负极片必备的成分，而增稠剂的加入主要是提高浆料的粘度，以使得浆料中各组分稳定存在，不发生沉降。负极浆料中需要加入增稠剂的主要原因是现有水系粘结剂的粘度较低，如常用的丁苯胶乳(SBR)粘结剂的粘度仅有80～400MPa·s，且水系粘结剂与活性材料和导电剂的亲和力较差，因此若仅把活性材料、导电剂和粘结剂混合，无法维持浆料的稳定性，浆料容易发生沉降，难以保证涂布的均一性，因此需要加入增稠剂，提高浆料的粘度，维持各组分的稳定，从而保证涂布的稳定性和均一性。

增稠剂虽然能够提高浆料的涂布性能，但是其对电池的电化学性能基本无贡献。目前，负极浆料中增稠剂的重量占比通常在1～2％之间，在一定程度上限制了电芯能量密度的提升；此外，增稠剂溶解于水中粘度非常大，为保证浆料的加工性，需要加入大量水进行稀释，因此，使用增稠剂严重限制了负极浆料固含的提升，为保证极片的干燥，需要较长的烘干时间。因此，提供一种无需增稠剂的负极浆料对提高电池的固含和容量有着重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种负极浆料及其制备方法、负极极片和锂离子电池，本发明通过采用特定的可牺牲分散剂来替代传统的增稠剂，实现提高负极浆料稳定性的目的；同时，本发明的可牺牲分散剂在后续的涂布及烘干过程中能够挥发，不占用负极极片的质量，从而提升了负极活性材料的占比和负极浆料的固含，使制备得到的锂离子电池具有较高的能量密度、倍率性能和低温放电性能。

本发明中“低温”指温度可低至-40℃。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种负极浆料，所述负极浆料包括负极活性材料和可牺牲分散剂，所述可牺牲分散剂在涂布过程或烘烤过程中可挥发。

优选地，所述可牺牲分散剂为包括氨基醇类在内的可挥发分散剂。

优选地，所述氨基醇类分散剂包括2-氨基丁醇和/或氨甲基丙醇。

优选地，所述可牺牲分散剂还包括溶剂，所述溶剂在涂布或真空烘烤过程中可挥发。

优选地，所述有机溶剂包括水、短链醇类有机溶剂和短链醚类有机溶剂中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述可牺牲分散剂的质量占所述负极活性材料的质量的1～3％。

优选地，所述负极浆料还包括导电剂、粘结剂和水。

优选地，以所述负极活性材料、导电剂和粘结剂的总质量为100％，所述负极活性材料的含量为95～98％。

优选地，以所述负极活性材料、导电剂和粘结剂的总质量为100％，所述导电剂的含量为0.5～2％。

优选地，以所述负极活性材料、导电剂和粘结剂的总质量为100％，所述粘结剂的含量为1.5～2％。