一种锂离子电池负极片及其二次电池制造技术

技术编号:11787541 阅读:80 留言:0更新日期:2015-07-29 11:31
本发明专利技术涉及一种锂离子电池,尤其是涉及一种锂离子电池负极片及其制作方法,所述锂离子电池负极片,包括集流体、硅基负极材料及镀锂层,所述的锂离子电池负极片的制作方法包括以下步骤:(1)负极浆料的制备;(2)硅基基体极片涂布、碾压;(3)硅基基体极片分切;(4)在硅基基体极片表面镀一层锂薄膜层。(5)镀锂负极片制作成锂离子二次电池。本发明专利技术的负极片不但有利于提高锂离子电池首次库伦效率,降低不可逆容量,提高电池容量,而且还可使电池能有更好的循环能力,提高能量密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及裡离子电池领域,尤其是涉及一种裡离子电池负极片及其制备方法。
技术介绍
近年来,随着电子电器向小型化、高能化、便携化的方向发展,W及油气等天然能 源的逐渐短缺,化学电源开始受到人们前所未有的关注。随着科技的进步,人们迫切需要一 种高能量密度的电池来适应各种电器的小型化、超薄化发展趋势。娃是目前所发现的具有 最高理论储裡容量的负极材料(Li22S巧,4200mAh/g),其比容量远远高于目前商品化的石 墨负极材料(约340mAh/g)。娃的电压平台略高于石墨,在充放电时不会引起表面沉积裡的 现象,安全性能优于石墨负极材料;但娃负极材料在首次充电形成SEI膜的过程中,需要消 耗大量的裡,致使电池首次库伦效率低下,影响电池的容量发挥。同时娃负极材料存在严重 的体积效应,会导致材料的结构崩塌和电极材料从集流体剥落,从而造成电极的循环性能 不稳定。目前国内外克服娃基负极材料的容量衰减、电极粉化都是从娃负极材料本身入手, 通过娃的金属合金、娃碳的复合、纳米化特殊结构娃负极材料,如球形结构、核壳结构、多孔 结构等等方法来提高。 中国专利CN101777641A公开了一种裡电池负极片及制备方法改善了石墨负极片 的结构,增强了安全性能,但局限于石墨材料作为负极,没有从根本上解决负极材料的容量 问题。中国专利CN102315425A公开了一种裡电池负极片的制作方法,对石墨负极进行了 不同的排列从而节约材料,但是依然局限于石墨材料作为负极,无法解决石墨材料作为负 极的容量限制问题。文献《大阪铁业科技生产高性能裡电池负极材料SiO》(无机盐工业, Inorganic化emicalsIn化stry,2013)测试了娃基负极材料相对于石墨负极材料的性能优 化,但是没有应用于实际生产,尚处于实验室理论阶段。文献《裡离子电池娃负极材料衰退 机理的研究进展》(马增胜,周益春,刘军,力学进展,2013)聚焦了娃基负极材料的性能研 究,从理论上预测了娃基负极材料的退化效益,同时也肯定了娃基负极材料的优越性,但是 将其运用于实际生产的经验却没有。中国专利CN101228652A公开了一种裡离子二次电池 用负极、其制造方法W及使用该负极的裡离子二次电池,提出了负极娃基极片在初次充放 电后会氧化从而导致产生裂纹,因此采用了层上蒸锻裡,但是对于电池容量和循环性能没 有太大的改善。
技术实现思路
为解决负极材料在储裡容量提高的同时增强裡电池的充放电性能及安全性能,我 们提出了一种裡离子电池负极片及其制备方法,改善了电池容量和循环性能。 本专利技术是通过W下技术方案实现的:本专利技术提供一种裡离子电池负极片,所述裡 离子电池负极片,包括集流体和娃基负极材料。在传统工艺上增加了一层锻裡层,在初次充 放电后,通过锻裡层与负极材料进行反应,从而修复被氧化的娃,保证电池的循环性能和电 池容量。上述裡离子电池负极片的集流体为铜铅,且其厚度为6-20ym。上述裡离子电池娃 基负极材料由质量百分比为70-95%负极活性物质,1-20%导电剂,1-10%粘结剂和0. 2-5〇/〇 的裡层组成;上述负极活性物质选用娃碳复合材料;上述导电剂选用导电炭黑、超导碳、导 电石墨、鱗片石墨、碳纳米管中的一种或几种;上述粘结剂选用駿甲基纤维素轴、下苯橡胶 粘结剂中的一种或几种混合物。上述裡离子电池娃基负极材料克容量达450mAh/gW上。 上述裡离子电池锻裡层选用高纯裡祀材,纯度大于99. 95%。高纯度裡更易和氧化 娃反应修复负极片。 本专利技术的一种裡离子电池负极片的制备方法包括如下步骤: (1) 选用所述集流体和所述娃基负极材料制作的娃基基体极片作为基片; 集流体上涂布一层娃基负极材料,上述娃基负极材料的制备方法是,将1-10重量份的 駿甲基纤维素轴加入80-100重量份的去离子水中,揽拌2-24小时后加入1-20重量份的 导电剂,揽拌1-3小时,然后分两次等量共加入70-96重量份的娃基负极活性物质进行揽 拌,两次加入操作间隔30min,揽拌2-4小时后再加入1-10重量份的下苯橡胶溶液,浆料 粘度调整在800-6000CPS之间,得娃基负极材料浆料。上述在集流体上涂布娃基负极材料 的方法是,预留极耳位置,将制得的娃基负极材料浆料均匀涂覆在集流体上,涂布面密度为 60-300g/m2,涂布烘烤温度为60-ll(TC,压实密度为;1.0-2.2g/cm3,碼压后极片进行冲片, 极片于60-12(TC的烘箱中烘烤6-15小时,分切后作为基片; (2) 在所述基片上沉积锻裡层,做成裡离子电池负极片。在电池首次充放电过程中,锻 裡层的存在能修复负极片上娃的损耗,从而保证了电池容量。 上述沉积锻裡层使用磁控姗射法。传统锻裡层有两种方法,一种是层上蒸,一种是 磁控姗射,作为优选,磁控姗射锻裡可W节省材料同时更高的提升电池性能。磁控姗射法的 工作方式是:先将裡祀材装入磁控姗射腔体内,然后往腔体内充入惰性气体,在娃基基体极 片上沉积薄膜裡层,裡离子电池负极片。 作为优选,工作条件为;本底真空度为1. 0X10-5至1. 0X10-3化;姗射时工作气 压为0. 1-1.OPa;氮气Ar的流量为40-60sccm;姗射功率为l-40W/cm2〇 上述磁控姗射锻裡薄膜层的制备方法中裡薄膜厚度在10-2000nm之间。且厚度大 于2000nm之后在消耗材料较多的情况下不再对电池性能有改善。 上述磁控姗射锻裡薄膜层及电芯制作均在手套箱中完成,手套箱内水含量及氧含 量均小于lOppm。 与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于: (1)提高裡离子嵌入娃负极片时的首次充库伦效率,降低不可逆容量,保证了娃负极材 料的容量发挥,提高了电池能量密度,提高电池的整体容量,同时提高电池的循环性能。 (2)节约高纯度裡的消耗,降低电池成本。 (3)不需要进行大的工艺流程变更,在已有工艺基础上补充一步就可完成。【附图说明】 图1为实施例与对比例进行的循环性能比较。【具体实施方式】 下面结合实施例,更具体地说明本专利技术的内容。应当理解,本专利技术的实施并不局限 于下面的实施例,对本专利技术所做的任何形式上的变通或改变都落入本专利技术保护范围;且下 述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。[001引 实施例1 将32. 6g的駿甲基纤维素轴加入2141g的去离子水中,揽拌4小时后得到固含量为 1. 5%的胶液,加入87g的导电剂,揽拌2小时,细度在10??mW下。然后分两次等量共加入 2000g的娃基当前第1页1 2 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种锂离子电池负极片,包括集流体和硅基负极材料;其特征在于,负极片制作完成之后镀一层镀锂层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:葛民民石先兴吕豪杰
申请(专利权)人:万向A一二三系统有限公司万向电动汽车有限公司万向集团公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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