锂离子二次电池及其富锂负极片制造技术

本发明专利技术提供了一种锂离子二次电池及其富锂负极片。所述锂离子二次电池的富锂负极片包括：负极集流体；以及负极活性物质层，含有负极活性物质且涂覆在负极集流体的表面。所述负极活性物质层远离负极集流体的表面上涂覆有含锂浆料层；所述含锂浆料层包括分散剂、导电剂、锂金属粉末以及非水有机溶剂，其中非水有机溶剂与锂离子二次电池的电解液互溶。所述锂离子二次电池包括前述富锂负极片。本发明专利技术的富锂负极片可实现准确、定量、均匀地富锂，且无锂金属粉末污染，制备工艺更简化，提高了富锂负极片的补锂效率。本发明专利技术的锂离子二次电池具有较高的首次库伦效率和倍率性能，同时具有较低的内阻和自放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种裡离子二次电池及其富裡负极片。
技术介绍
裡离子二次电池由于具有长循环寿命、高电压和高能量密度等优势，成为目前应 用范围最广的二次电池之一。随着电子产品更新速度的加快W及大功率、高能量设备的出 现，人们对裡离子二次电池的能量密度提出了更高的要求。 裡离子二次电池在首次充放电过程中，由于形成了固体电解质（SEI)膜，会消耗 部分裡离子，造成有效裡离子数量的降低，从而降低了裡离子二次电池的容量，造成裡离子 二次电池的首次库伦效率变低。 2005年2月10日公开的日本专利申请公开号为JP2005038720的专利文献公开 了一种采用真空蒸锥的方法在负极片表面形成一层裡层进行补裡的方法。该方法得到的裡 层的厚度比裡片薄，但是裡层的厚度难W控制，而且操作必须在真空环境中进行，蒸发效率 比较低，后续负极片的转移也较复杂，造成裡离子二次电池的生产成本较高。1996年9月 12日公开的国际专利申请公开号为W096027910的国际专利文献专利公开了一种将裡片覆 盖在负极片表面卷绕制成裸电芯，之后灌注电解液的方法来制备裡离子二次电池。该方法 虽然也能起到补裡的作用，但是负极片能够吸收的裡的量远远小于裡片所提供的裡的量， 因此会造成嵌裡不均匀，并且会导致负极片的变形，进而在后续循环过程中容易出现析裡。 2012年11月14日公布的中国专利申请公布号为CN102779975A的专利文献公开了一种采 用静电效应将裡金属粉末直接通过机械振动喷洒在负极片的表面进行补裡的方法。该方法 虽然简单易行，但是该操作过程存在巨大的安全隐患，无法克服裡金属粉末飞扬的问题，造 成环境污染较大，而且生产效率也较低。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种裡离子二次电池及其富 裡负极片，所述富裡负极片可实现准确、定量、均匀地富裡，且无裡金属粉末污染，制备工艺 更简化，提高了富裡负极片的补裡效率，所述裡离子二次电池具有较高的首次库伦效率和 倍率性能，同时具有较低的内阻和自放电。 为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种裡离子二次电池的 富裡负极片，其包括；负极集流体；W及负极活性物质层，含有负极活性物质且涂覆在负极 集流体的表面。所述负极活性物质层远离负极集流体的表面上涂覆有含裡浆料层；所述含 裡浆料层包括分散剂、导电剂、裡金属粉末W及非水有机溶剂，其中非水有机溶剂与裡离子 二次电池的电解液互溶。 在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种裡离子二次电池，其包括：正极片；负极 片；隔离膜，位于正极片和负极片之间；W及电解液。其中，所述负极片为根据本专利技术第一 方面的裡离子二次电池的富裡负极片。[000引本专利技术的有益效果如下： 1.本专利技术的含裡浆料层中的非水有机溶剂可W与裡离子二次电池的电解液互溶， 从而涂覆完成后的富裡负极片可被直接卷绕形成电芯而不需要进行烘干操作，避免了传统 富裡工艺中经过烘干后的富裡层出现掉粉的问题，进一步提高了富裡的准确性、定量性、均 匀性。 2.本专利技术的含裡浆料层中的非水有机溶剂还可W将负极片表面的粘接剂溶胀，提 高负极片表面的空隙率，使得裡金属粉末、电解液、负极片H者之间有更多的裡离子通道， 从而提高富裡负极片的补裡效率，进而提高裡离子二次电池的首次库伦效率和倍率性能。 3.本专利技术的富裡负极片的制备仅需在干燥环境中进行，对设备的要求低、制备工 艺简单、环境友好、含裡浆料易转移、生产效率高、投资成本低，适合大规模的工业生产。【具体实施方式】 下面详细说明根据本专利技术的裡离子二次电池及其富裡负极片W及实施例、对比例 及测试结果。 首先说明根据本专利技术第一方面的裡离子二次电池的富裡负极片。 根据本专利技术第一方面的裡离子二次电池的富裡负极片，包括；负极集流体；W及 负极活性物质层，含有负极活性物质且涂覆在负极集流体的表面。所述负极活性物质层远 离负极集流体的表面上涂覆有含裡浆料层；所述含裡浆料层包括分散剂、导电剂、裡金属粉 末W及非水有机溶剂，其中非水有机溶剂与裡离子二次电池的电解液互溶。 在将含裡浆料涂覆在负极活性物质层远离负极集流体的表面上时，由于裡金属粉 末的密度小，仅为0. 534g/cm3,其在含裡浆料中容易上浮。在涂覆过程中，由于裡金属粉末 的上浮会导致非水有机溶剂与固体组分的分离。且随着涂覆过程的进行，含裡浆料变干，导 致涂覆过程无法进行。本专利技术的含裡浆料层中的非水有机溶剂可W与裡离子二次电池的电 解液互溶，从而涂覆完成后的富裡负极片可被直接卷绕形成电芯而不需要进行烘干操作， 避免了传统富裡工艺中经过烘干后的富裡层出现掉粉的问题；同时，含裡浆料层中的非水 有机溶剂还可W将负极片表面的粘接剂溶胀，提高负极片表面的空隙率，使得裡金属粉末、 电解液、负极片H者之间有更多的裡离子通道，从而提升富裡负极片的补裡效率，进而提高 裡离子二次电池的首次库伦效率和倍率性能。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述负极集流体 可为多孔集流体。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述负极活性物 质层中的负极活性物质可选自石墨、娃、SiOy (0<x<2)中的一种或几种。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述含裡浆料层 的厚度可为10 y m~120 Ji m。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述含裡浆料在 所述负极集流体上的涂覆方式可选自丝网印刷、凹版涂覆、挤压（Slot-die)涂覆、转移涂 覆中的一种。在一实施例中，当采用丝网印刷时，非水有机溶剂可W采用高沸点的非水有机 溶剂，由此来防止含裡浆料在印刷网版上被空气干燥，从而可提供优异的印刷质量。所述高 沸点的非水有机溶剂的沸点可大于9(TC，优选可大于10(TC。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述分散剂可为 非离子型高分子表面活性剂，所述分散剂可用于稳定所述含裡浆料。当采用丝网印刷时，所 述分散剂不仅可用于稳定所述含裡浆料而且还可将含裡浆料固定在负极片表面的网点位 置。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述非离子型高 分子表面活性剂的HLB值可为10~18。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述非离子型高 分子表面活性剂的重均分子量可为800~1300000。如果非离子型高分子表面活性剂的重 均分子量太低，则含裡浆料中需要较多分散剂才能形成稳定的含裡浆料，而较多的分散剂 会将裡金属粉末紧密包裹起来，阻碍裡的容量发挥，减少裡离子通道的数量和电子导电性， 而且非离子型高分子表面活性剂的重均分子量太低，则其分子链较短，不能很好地起到空 间位阻作用。 在根据本专利技术第一方面所述的裡离子二次电池的富裡负极片中，所述非离子型高 分子表面活性剂可含有极性基团，所述极性基团可选自氨基、居基、醜胺基、離基、駿基W及 因素中的一种或几种。所述极性基团因组成差异而带有正电荷或负电荷，当所述极性基团 带有负电荷时，会和表面带正电荷的裡金属粉末通过静电吸引作用连接在一起；当所述极 性基团带有正电荷时，会由于静电排斥作用而会远离表面带正电荷的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池的富锂负极片，包括：负极集流体；以及负极活性物质层，含有负极活性物质且涂覆在负极集流体的表面；其特征在于，所述负极活性物质层远离负极集流体的表面上涂覆有含锂浆料层；所述含锂浆料层包括分散剂、导电剂、锂金属粉末以及非水有机溶剂，其中非水有机溶剂与锂离子二次电池的电解液互溶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张双虎，陶兴华，张盛武，程文强，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35