[发明专利]一种锂离子电池负极片、制备方法及其锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极片、制备方法及其锂离子电池。负极片包括集流体和电极层，电极层铺设在集流体上；电极层包括负极活性物质、导电剂、羧甲基纤维素钠和含有的OH^‑的负极添加剂A；负极添加剂A占负极活性物质、导电剂、羧甲基纤维素钠总质量的0.01％‑0.5％；负极添加剂A的结构式为：其中，上式中，R为‑NH₂、‑OH或‑SiH₃。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极片、制备方法及其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池广泛的应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及电动车、大型储能装置中。由于锂在石墨内部的固相扩散系数相对较小(通常情况下只有约为10-10cm²/s)，这使锂在石墨内部的固相扩散容易成为整个电极反应的控制步骤。我们常常通过减小负极材料石墨的粒径和提高其造粒程度来减小锂离子的扩散路径，从而减小锂离子的扩散阻抗，以此来增加电池的快充性能，但是在减小粒径和增加造粒程度后，会增加颗粒与颗粒之间消耗的分散剂和粘接剂用量，这样会导致负极浆料与箔材之间的剥离强度降低，导致电芯循环过程中掉粉严重，最终产生短路的风险。

也就是说，石墨粒径较大，则锂离子扩散时间较长，影响快充性能。而当降低石墨粒径时，则比表面积过大，导致其颗粒间消耗分散剂级粘接剂过多，影响颗粒与箔材间的剥离强度，导致电芯循环过程中掉粉严重。但如果提高了分散剂和粘接剂的比例含量，相当于间接降低了负极主材的比例，又会减小了电芯的能量密度，使得负极的快充能力与能量密度不兼容。

因此，亟需一种能够有效解决容易掉粉的问题，同时保证较好的快充循环性能的负极片。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池负极片、制备方法及其锂离子电池，能够有效解决容易掉粉的问题，同时保证较好的快充循环性能。

本发明公开了一种锂离子电池负极片，负极片包括集流体和电极层，电极层铺设在集流体上；电极层包括负极活性物质、导电剂、羧甲基纤维素钠和含有的OH^-的负极添加剂A；负极添加剂A占负极活性物质、导电剂、羧甲基纤维素钠总质量的0.01％-0.5％；负极添加剂A的结构式为：

其中，上式中，R为-NH₂、-OH或-SiH₃。

可选地，负极添加剂A占负极活性物质、导电剂、羧甲基纤维素钠总质量的0.5％。

可选地，负极活性物质为石墨、导电剂为乙炔黑，石墨、乙炔黑和羧甲基纤维素钠的质量比为97.5:2.5:1。

可选地，负极片的电极层包括单面区和双面区，单面区的厚度为W1，双面区的厚度为W2，W1/W2＝X；负极添加剂A的质量比为Y，X和Y满足如下关系式：

0.04≤Y/(X-0.5)≤9

其中，0.5＜X＜0.75，0≤Y≤0.1，且X、Y均取2两位小数。

Y代表的负极片配料过程中的负极添加剂A添加量，X代表的是单面区和双面区的比值，由于在辊压阶段单双面所受到的压力不同，导致其厚度也不完全一样，负极添加剂A加强了负极片中的粘结力。极片内部的粘结程度与对辊后单双面厚度差有一定的关联。

本发明还公开了一种锂离子电池负极片的制备方法，应用于如上述负极片的制备方法，具体地，包括步骤：

将负极活性物质、导电剂、溶剂和负极添加剂A进行混合得到负极浆料；

将负极浆料涂覆在集流体上，烘烤、干燥得到负极极片；