本发明专利技术公开了一种含膜碳材料制备的锂电池负极片及其制备方法和用途，属于锂离子电池技术领域。本发明专利技术的一种锂电池负极片包括以下原料组分：含膜碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B、碳材料。本发明专利技术所提供的一种用于锂电池负极片，采用含膜碳材料制得，可用于制备锂离子电池。采用本发明专利技术锂电池负极片所制得的锂离子电池能量密度可以提升5～10％，电池成本可以降低5～10％；安全性能满足QC/T 743‑2006《电动汽车用锂离子蓄电池》标准。
Lithium battery negative electrode prepared from film carbon material and its preparation method and Application
The invention discloses a lithium-ion battery anode sheet prepared with a film carbon material, a preparation method and a use thereof, belonging to the technical field of lithium-ion batteries. The lithium battery negative plate of the invention comprises the following raw material components: carbon material containing film, conductive agent, binder A, binder B and carbon material. The invention provides a lithium battery negative plate, which is made of film carbon material and can be used for preparing lithium ion battery. The energy density of the lithium ion battery made by the lithium battery negative electrode can be increased by 5 to 10%, the cost of the battery can be reduced by 5 to 10%, and the safety performance meets the standard of QC/T 743 2006 \electric vehicle lithium ion battery\.
【技术实现步骤摘要】
含膜碳材料制备的锂电池负极片及其制备方法和用途
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种含膜碳材料制备的锂电池负极片及其制备方法和用途。
技术介绍
新能源汽车产业作为我国“七大新兴产业”之一，其发展一直受到国家扶持政策的大力推动。但中国新能源汽车销量一直不如预期，随着国家补贴政策的逐步退出，新能源汽车未来的销售市场并不乐观。制约新能源发展的核心是电池，锂电池发展的几大技术壁垒包括能量密度低、使用寿命低、制造成本高等。国家将能量密度提升作为今后新能源发展的重点发展目标之一。为了提升能量密度，负极考虑采用硅碳负极材料，但硅材料添加比例过高，又带来膨胀问题，降低了电池的循环寿命等问题，同样为新能源产业化的发展带来新的困扰。纵观全球储能产业发展，补贴政策发挥的作用不可估量。我国在储能领域，从示范化验证到商业化应用，储能规模化推广，行业观望情绪仍然明显。靠等新能源大力度补贴政策支持，犹如一剂猛药并不现实。唯有通过技术革新，降低制造成本，才能使得化学储能市场得到广泛应用。锂离子电池相对其它电池，具有长循环寿命，是化学储能的主力军。锂离子电池目前还存在成本高的问题，只有性能得到不断提升、成本持续下降，才能使化学储能得到更好的发展。在锂电池中，负极活性物质一般采用碳材料，电池制备完成，在化成时碳负极材料上形成一层覆盖于负极电极材料表面的钝化层(passivatingfilm)，称为“固体电解质界面膜”(solidelectrolyteinterface)，亦称为SEI膜。该制备工艺导致电池的首次充放电效率较低，正常在92％以下(一般为88％左右)，无形中消耗了正极活性物质中的锂，相对增加了电池的制造成本。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种含膜碳材料制备的锂电池负极片及其制备方法和用途，克服现有技术中所存在的技术缺陷。为了实现上述目的或者其他目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种含膜碳材料制备的锂电池负极片，所述锂电池负极片包括以下原料组分：含膜碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B、碳材料。进一步地，以含膜碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B的重量为基准计，各原料的质量百分比为：含膜碳材料30～98％，导电剂0.1～10％、粘结剂A0～10％、粘结剂B0～10％；碳材料相对于含膜碳材料的重量百分比为0-80％。优选地，所述碳材料选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳、硅碳复合材料中的一种，所述碳材料包括但不限于上述材料。优选地，所述导电剂选自SP、KS、CNT、GrP、VGCF中一种或多种，所述导电剂包括但不限于上述种类的导电剂。优选地，粘结剂A和粘结剂B选自PVDF、PVA、PTFE、CMC中一种或多种，包括但不限于此类粘结剂。优选地，所述含膜碳材料为在碳材料表面形成薄膜后所得到的材料。所述薄膜的主要成分为(CH2OCO2Li)2，CH3OCO2Li，LiCH2CH2OCO2Li，Li2O，Li2CO3，LiOH，LiF中的两种或多种，其中所述薄膜成分包括但不限于上述成分。所述含膜碳材料的膜厚度为1～500nm。优选地，所述含膜碳材料的制备方法，包括如下步骤：(a)将碳材料与有机溶剂混合后，在真空状态下搅拌，形成分散均匀的浆料；(b)将锂盐溶于有机溶剂中，并在搅拌下，加入到上述浆料中；(c)继续搅拌，向步骤(b)所得溶液中加入金属锂粉，搅拌结束后，经过后处理得到含膜碳材料。进一步地，所述有机溶剂选自NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DMC(二甲基环硅氧烷)、DEC(碳酸二乙酯)、EMC(碳酸甲乙酯)中的一种或多种，其中所述有机溶剂包括但不限于上述有机溶剂。进一步地，步骤(a)有机溶剂占有机溶剂和碳材料总量的0-80％。进一步地，步骤(a)中搅拌速度为10～50m/s，搅拌时间为1～20h。进一步地，步骤(b)中搅拌速度为0.1～30m/s。进一步地，所述锂盐选自LiPF6、LiClO4、LiBOB、LiODFB、LiFSI及其它锂盐。进一步地，锂盐加入有机溶剂作为分散剂形成浓度为0.01～2mol/L锂盐溶液。优选地，所述锂盐溶液与碳材料的质量比为0.01～3。优选地，锂盐溶液加入浆料中继续搅拌时间为1～20h。加入锂粉后，继续搅拌1～20h。进一步地，金属锂粉与碳材料的质量比为0.001～1。本专利技术还提供了一种上述锂电池负极片的制备方法，包括如下步骤：(1)将镀膜碳材料、碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B混合均匀；(2)加入有机溶剂作为分散剂，混合均匀后即得浆料；(3)将所得浆料均匀涂覆在金属铜箔两面，烘干及辊压后制得锂电池负极片。进一步地，步骤(2)中浆料制备中可采用干法混料或湿法混料工艺，均属于现有技术。浆料制备工艺采用常规参数即可。优选地，锂电池负极片制备过程中，应严格控制环境湿度，露点范围为0℃～-80℃。本专利技术还提供了一种上述所述锂电池负极片在制备锂离子电池中的用途。本专利技术另一方面还提供了一种锂离子电池，包括上述所述锂电池负极片、正极片、隔膜和电解液。其中，所述隔膜、电解液可采用现有技术中的常规产品。所述正极片的材料选自锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元、镍系二元、镍酸锂、磷酸铁锂的一种或几种。本专利技术中的锂离子电池制备工艺中，负极从含膜碳材料开始到电池制备完成，需控制露点(0℃～-80℃)，其他工艺可采用常规方法制备。但在制备完成后，电池可直接先老化再化成，或充一定电量(即0～80％电量)后再老化，老化时温度为30～70℃，老化时间2小时至7天。本专利技术的含膜碳材料所制备的负极片可适用于卷绕、叠片等不同生产方式的电池。同时也适用于圆柱、软包、方形等不同外观形式的锂离子电池。综合以上，本专利技术所提供的一种用于锂电池负极片，采用含膜碳材料制得，可用于制备锂离子电池。采用本专利技术锂电池负极片所制得的锂离子电池能量密度可以提升5～10％，电池成本可以降低5～10％；安全性能满足QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》标准。附图说明图1为锂电池负极片的照片图，其中a为对比例所制得锂电池负极片的照片图，b为实施例2所制得的锂电池负极片照片图；图2为锂离子电池的循环测试曲线图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本专利技术中使用的所有技术和科学术语与本
的技术人员对现有技术的掌握及本专利技术的记载，还可以使用与本专利技术实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本专利技术。实施例1含膜碳材料的制备一种含膜碳材料，制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含膜碳材料制备的锂电池负极片，其特征在于，所述锂电池负极片包括以下原料组分：含膜碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B、碳材料。
【技术特征摘要】
1.一种含膜碳材料制备的锂电池负极片，其特征在于，所述锂电池负极片包括以下原料组分：含膜碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B、碳材料。2.如权利要求1所述锂电池负极片，其特征在于，以含膜碳材料、导电剂、粘结剂A、粘结剂B的重量为基准计，各原料的质量百分比为：含膜碳材料30～98％，导电剂0.1～10％、粘结剂A0～10％、粘结剂B0～10％；碳材料相对于含膜碳材料的重量百分比为0～80％。3.如权利要求1所述锂电池负极片，其特征在于，所述导电剂选自SP、KS、CNT、GrP、VGCF中一种或多种。4.如权利要求1所述锂电池负极片，其特征在于，粘结剂A和粘结剂B选自PVDF、PVA、PTFE、CMC中一种或多种。5.如权利要求1所述锂电池负极片，其特征在于，所述碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：张益明，孟祥辉，王振波，李洪文，孙运华，孙浩，郭能虎，
申请(专利权)人：山东奥冠新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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