本发明专利技术涉及一种锂离子电池负极及由其制得的锂离子电池。所述锂离子电池负极包括自下而上的负极基材层、负极活性物质层、可替代传统锂离子电池PP、PE隔离膜的氧化铝微孔涂层。所得锂离子电池负极表面的氧化铝微孔涂层不仅具有较高的机械强度，同时具有良好的保液能力以及不存在高温闭孔的现象，进而保障电池在温度适用范围上具有更好的高温适用性，适用于大倍率锂离子动力电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池用负极及其制得的锂离子电池，属于锂离子电池技术 领域。
技术介绍
锂离子电池由于其电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好等优点在现代社会 得到了广泛的应用。锂离子电池逐步在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等部分方 面代替了传统电池。其中高倍率锂离子电池已在电动汽车中试用，将成为21世纪电动汽车 的主要动力电源之一。 隔膜的性能决定了锂离子电池的界面结构、内阻等，直接影响锂离子电池的容量、 循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前 最常用的隔膜材料为高强度、薄膜化的聚烯烃系多孔膜，如聚丙烯（PP)和聚乙烯（PE)微孔 隔膜。然而，聚丙烯（PP)单层隔膜存在成本高、膜的机械强度较低，且闭孔温度较高，约在 160°C左右的缺陷，而聚乙烯（PE)单层隔膜的熔断温度偏低，导致高温收缩率较大，膜的强 度低、安全性能差等缺点。现阶段已有研究表明在隔膜表面涂覆纳米氧化铝薄膜，可提高锂 离子电池的安全性，其主要理论基础是氧化铝薄膜相比PP或PE具有更好的机械强度，受热 不收缩。 然而，目前选用的氧化铝为纳米氧化铝颗粒，由于涂覆过厚会导致电池内阻显著 上升，所以通常涂覆厚度不超过5um，但涂覆较薄又降低氧化铝涂层的阻断效果，同时对电 池的安全性提升也是大打折扣。此外，由于氧化铝涂层仍需依赖传统PP或PE隔膜，PP、PE 隔膜的诸多弊端也没有得到实质性解决。因此，提出一种薄膜厚度适度，又不需要依赖传统 隔膜的锂离子电池负极显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池用负极制备方法以及采用此负极制备的锂 离子电池。其突出特征在于采用在负极活性物质表面涂覆一层微孔氧化铝涂层来取代传统 锂离子电池用PP、PE隔膜，进而改善电池的安全特性以及提升电池的高倍率循环特性。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： -种锂离子电池用负极，包括自下而上的负极基材层、负极活性物质层、氧化铝微 孔涂层。 本专利技术所述的锂离子电池负极中，所述氧化铝微孔涂层的厚度介于10-30ym之 间。 本专利技术所述的锂离子电池负极中，所述氧化铝微孔涂层的微孔孔径介于 0. 03-0. 12 um 之间。 本专利技术所述的锂离子电池负极中，所述氧化铝微孔涂层的孔隙率介于40-50%之 间。 本专利技术所述的锂离子电池负极中，所述氧化铝微孔涂层是由a晶型多孔氧化铝 陶瓷颗粒材料通过制备浆料，进而在已经过碾压的负极活性物质层表面涂覆厚度为10~ 30 ym的涂膜而制得的； 其中，所述a晶型多孔氧化铝陶瓷颗粒材料具有如下特性：（1)粒径分布均匀，颗 粒内部孔径适中，通过选用不同粒径分布、不同孔径分布的氧化铝陶瓷颗粒材料可以控制 制备的氧化铝微孔涂层的孔径分布，进而可以获得锂离子的良好通路。（2)纯度高，不引入 杂质，不会影响电池内部环境。在本专利技术中，优选所述a晶型多孔氧化铝陶瓷颗粒的孔径 分布为〇. 03-0. 12 um之间，粒度分布为1~5 um。 其中，所述浆料是由a晶型多孔氧化铝陶瓷颗粒与粘结剂以质量比（93-99): (1-7)混配的；所述粘结剂的分子量为50万~200万。通过调控制浆料配比及粘结剂分子 量来控制涂层的孔隙率。所述粘结剂具体选择分子量90万的PVDF、分子量100万的PVDF、 分子量110万的PVDF。 其中，所述负极基材层材质可选自本领域常用的作为锂离子电池负极材料的金 属，如铜、铁等。 其中，所述负极活性物质层材质选自碳类材料（如石墨）、硅类材料或二者的复合 材料。 本专利技术在负极活性物质层表面增设氧化铝微孔涂层，取代了传统锂离子动力电池 所用的PP、PE材质隔膜，不仅具有较高的机械强度，同时具有不存在高温闭孔的问题，可显 著提高锂离子动力电池的耐高温性能和安全性。 本专利技术通过采用涂覆技术手段，将氧化铝粉涂覆于负极活性物质层表面，并通过 调整所选择的a晶型多孔氧化铝陶瓷颗粒的孔径分布、粒度分布来控制所制的氧化铝涂 层的孔径分布；通过调节制备浆料的配比及选用粘结剂分子量不同来调剂制备涂层的孔隙 率，通过调节涂覆过程中的涂膜厚度来调节涂层的厚度，通过以上控制点控制氧化铝薄膜 的厚度、孔隙率、微孔孔径，从而实现了将氧化铝直接覆于负极活性物质表面的目的，最终 获得的氧化铝微孔薄膜既能够完全替代传统隔膜的功能，又可进一步提高锂离子电池的安 全性和高温循环性能。 本专利技术还提供一种锂离子电池，包括正极，负极、电解液以及将三者密封于电池内 部的结构件，其中，所述负极为上述含有氧化铝微孔涂层的锂离子电池负极。 其中，所述正极片与负极片相互叠放而密封于电池内部；所述电池负极各周边超 出正极片边缘，正极片与负极活性物质间通过负极表面的氧化铝微孔涂层阻断。 其中，所述正极中的活性物质为磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂或钴酸锂。 采用本专利技术所述的锂离子负极制得的锂离子电池，具有以下有益效果： (1)具有耐高温性的特性，在180°C以上还能保持完整状态，而常规带有隔膜的锂 离子动力电池在使用的过程中易产生大量的热量，很容易失效。 (2)具有高强度的特性。传统带有隔膜的锂离子动力电池正负极切边处容易产生 分切毛刺以及极片表面存在尖锐凸起，刺穿隔膜形成短路。而本专利技术所述的电池负极由于 覆涂氧化铝微孔涂层，具有较强的抗针刺强度，可有效防止电池的内部短路。 (3)具有对电解液吸液良好的特性。因为孔径介于0.03~0.12um之间，有较强的 毛细作用力，具有良好的保液能力。 (4)具有高倍率的特性。氧化铝在锂离子电池中可形成固溶体，提高倍率特性和循 环性能。【附图说明】 图1为本专利技术所述的锂离子电池负极的结构示意图。 图中：1、负极基材层；2、负极活性物质层；3、氧化铝微孔涂层；4、正极活性物质 层；5、正极基材层。【具体实施方式】 以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1一种锂离子电池负极 本实施例提供一种锂离子电池负极，如图1所示，其自下而上依次为负极基材层、 负极活性物质层、氧化铝微孔涂层。 其中，所述制得的氧化铝微孔涂层的厚度为20±1 ym。 其中，所述制得的氧化铝微孔涂层的微孔孔径介于0. 03-0. 12 ym之间。 其中，所述制得的氧化铝微孔涂层的孔隙率在45%左右。 其中，所述氧化铝材料是将a晶型多孔氧化铝陶瓷颗粒材料与分子量为100万 的粘结剂以质量比95 :5比例混配制成浆料，进而在已经过碾压的负极活性物质层表面 涂覆厚度为20ym的涂膜而制得的。所述a晶型多孔氧化铝陶瓷颗粒选择孔径分布为 0. 03-0. 12 y m，粒度分布为1~5 y m的氧化错陶瓷颗粒。 其中，所述负极基材层材质为铜。 其中，所述负极活性物质层材质为石墨。 实施例2-种锂离子电池负极 本实施例提供一种与实施例1结构相似的锂离子电池负极，区别仅在于：所述氧 化铝微孔涂层的厚度为11±1 ym。 实施例3 -种锂离子电池负极 本实施例提供一种与实施例1结构相似的锂离子电池负极，区别仅在于：所述氧 化铝微孔涂层的厚度为29±1 ym。 实施例4 一种锂离子电池...
【技术保护点】
一种锂离子电池负极，其特征在于，包括自下而上的负极基材层、负极活性物质层、氧化铝微孔涂层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴华斌，田秀君，张亮，郭佳，胡景博，曹启飞，
申请(专利权)人：大连比克动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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