锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池。所述锂离子电池负极浆料，包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水，还包含碳酸乙烯酯；以所述负极浆料重量份计，所述负极浆料配方的重量份如下：负极活性物质940～980份；导电剂8～12份；粘结剂8～12份；增稠剂18～22份；碳酸乙烯酯20～50份；去离子水800～1200份。由于该发明专利技术锂离子电池负极浆料中添加了低极性的碳酸乙烯酯，有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性，使得浆料各个组分分散均匀，减少颗粒团聚甚至无颗粒团聚现象。

Negative electrode of lithium ion battery and its preparation method, negative electrode and lithium ion battery

The invention provides a lithium ion battery negative electrode, a preparation method, a negative electrode and a lithium ion battery. The lithium ion battery cathode slurry, comprising a negative electrode active material, conductive agent, binder, thickener and deionized water, also contains ethylene carbonate; to the cathode slurry weight, weight of the negative formula is as follows: 940~980 the anode active material; conductive agent 8~12; binder 8~12 thickener; 18~22; ethylene carbonate 20~50; deionized water 800~1200. Because the low polarity ethylene carbonate is added to the negative electrode slurry of the lithium ion battery, it effectively regulates the dispersion of negative active substances and conductive agents in deionized water, so that each component of the slurry is dispersed evenly, reducing particle agglomeration or even agglomeration.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池。
技术介绍
锂电池以其高能、自放电率低、储存寿命长以及绿色环保等特性被广泛应用于仪器仪表、记忆电源以及军事、石油钻探等领域。锂离子电池由正极、负极、隔膜以及电池壳等组成，其中，正极、负极分别是由各自的浆料涂覆于相应的集流体表面经过干燥、辊压工艺而成。通常地，负极浆料的制作过程如下：先将增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)分散在水中，搅拌一段时间(一般为2～4h)打成胶液，然后将活性物质、导电剂、粘结剂等固体组分依次加入或同时加入到前述的羧甲基纤维素钠胶液中搅拌分散一段时间(一般为5～8h)，得到最终的负极浆料。此种合浆工艺耗时长，不利于石墨材料与导电剂的均匀分散，在石墨材料颗粒粒径(D90)<25μm的情况下，此类合浆工艺制备的浆料颗粒度往往在35～40μm之间，说明浆料中的颗粒有团聚现象。当负极片使用的导电剂比表面积大于500m2/g，例如科琴黑(ECP)这一类粒径小(40～50nm)，比表面积很大(1270m2/g)的导电剂时，导电剂团聚、分散不均匀的现象尤为突出，往往出现浆料过滤困难，涂布出现颗粒状，具体如图1所示。而电极表面的颗粒状不利于电池性能的发挥，更为严重的会因为颗粒物直接导致涂布出现刮痕以致涂布失败。
技术实现思路
针对目前锂离子电池负极浆料合浆过程中，出现浆料团聚，过滤困难、涂布出现颗粒状甚至涂布失败等问题，本专利技术提供了一种锂离子电池负极浆料及其制备方法。本专利技术的另一个目的是，还提供一种锂离子电池负极片。本专利技术的又一个目的是提供一种锂离子电池。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种锂离子电池负极浆料，包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水，还包含碳酸乙烯酯；以所述负极浆料重量份计，所述负极浆料配方的重量份如下：以及，如上所述的锂离子电池负极浆料的制备方法，至少包括以下步骤：步骤S01.称取如上所述的负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水；步骤S02.将称取的所述碳酸乙烯酯与部分去离子水混合形成碳酸乙烯酯溶液；步骤S03.将称取的所述负极活性物质、导电剂、增稠剂进行干混，得到第一混合物料；步骤S04.将所述碳酸乙烯酯溶液与所述第一混合物料进行湿混，得到固含量为60％～70％的第一浆料；步骤S05.向所述第一浆料中加入剩余的去离子水，搅拌，调节粘度，并加入称取的所述粘结剂，继续搅拌至浆料均匀；步骤S06.将步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌处理，得到负极浆料。相应地，一种锂离子电池负极片，包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极材料，所述负极材料由如上所述的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成；或所述负极材料由如上所述的锂离子电池负极浆料的制备方法制备的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成。进一步地，一种锂离子电池，包括正极片、负极片以及用于隔离所述正极片和所述负极片的隔膜，所述负极片为如上所述的负极片。相对于现有技术，本专利技术提供的锂离子电池负极浆料，由于添加了低极性的碳酸乙烯酯，有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性，使得浆料各个组分分散均匀，少颗粒团聚甚至无颗粒团聚现象。本专利技术提供的锂离子电池负极浆料的制备方法，加入低极性的碳酸乙烯酯，有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性，使得浆料中的各个组分分散均匀，颗粒团聚现象减少，更重要的是，按照本专利技术的浆料的制作步骤，也就是往固体组分中加入碳酸乙烯酯溶液时使浆料保持一个较高的固含量，利用粘稠状态下的高剪切力打散团聚的颗粒，有利于得到颗粒度小、分散均匀的负极浆料，而且当采用高比表面积的导电剂(如>500m2/g)时，改善效果更加明显。本专利技术提供的锂离子电池负极片，由于采用上述的负极浆料涂覆于负极集流体表面，使得锂离子电池负极片具有表面光滑，颗粒团聚现象少、涂布均匀、无刮痕等特点。本专利技术提供的锂离子电池，由于采用如上提供的锂离子电池负极片，负极片表现出均一的导电性，有利于更好的发挥电池性能。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1是现有锂离子电池负极浆料涂布在负极集流体时出现的颗粒现象；图2是本专利技术实施例1锂离子电池负极浆料涂布在负极集流体时的涂布效果；图3是本专利技术对比例1锂离子电池负极浆料涂布在负极集流体时的涂布效果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实例提供了一种锂离子电池负极，包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水，还包含碳酸乙烯酯；以所述负极浆料重量份计，所述负极浆料配方的重量份如下：优选地，所述锂离子电池负极浆料中负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水的重量份数如下：在该重量份配比下，获得的锂离子电池负极浆料其粘度为3000～5000cp·s，并且浆料放置24小时后还能表现稳定无沉降，涂布无颗粒。优选地，所述负极活性物质为石墨、硅/碳、硅/氧材料中的任一种。更进一步优选地，所述负极活性物质为石墨，并且石墨的粒径(D90)<25μm。负极活性物质采用粒径(D90)小于25μm的石墨时，涂布后的负极片表现光滑无凹凸感。优选地，所述导电剂的比表面积为500～2000m2/g。本专利技术的浆料配方，对于该比表面积的导电剂的分散效果更为明显。更进一步地，所述导电剂为科琴黑(ECP)、炭黑中的任一种。科琴黑在上述浆料的配方下，浆料的团聚颗粒量大幅度下降，有利于提高锂离子电池负极片的表面均一程度。科琴黑在所述的比表面积结合上述的负极浆料配方下，浆料团聚颗粒量少，有利于进一步提高科琴黑作为负极导电剂时负极片的表面光滑均一度。而比表面积在500m2/g及以上的炭黑导电剂，同样能够表现出良好的分散性。优选地，所述粘结剂为聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺(PI)。一般使用时，需要将粘结剂制成乳液，如聚四氟乙烯乳液、丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸酯乳液、聚酰亚胺乳液。优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。本专利技术添加的碳酸乙烯酯(EC)，属于低极性的有机溶剂。由于负极活性物质如石墨，导电剂如炭黑、科琴黑等均为非极性物质，而去离子水属于极性分子，负极活性物质和导电剂在去离子水中的接触角非常大，浸润性差，会导致负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性差，极易发生团聚，分子分散不均匀。而负极活性物质如石墨、导电剂如炭黑或科琴黑溶解于碳酸乙烯酯后，接触角小，浸润性能好，碳酸乙烯酯在与去离子水相互竞争分散过程中，会提高负极活性物质如石墨、导电剂如炭黑或科琴黑的分散性，减少颗粒团聚，并且碳酸乙烯酯在浆料涂布于负极集流体经过烘烤干燥时会自浆料中挥发，未挥发的则参与到锂离子电解液中，因此，在负极浆料中添加碳酸乙烯酯能够提高分散效果，但是并不会对锂离子电池的性能产生负面影响。本专利技术在上述配方组分的相互作用下，获得的所述锂离子电池负极浆料的粘度为3000～5000cp·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极浆料，包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水，其特征在于：还包含碳酸乙烯酯；以所述负极浆料重量份计，所述负极浆料配方的重量份如下：

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极浆料，包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水，其特征在于：还包含碳酸乙烯酯；以所述负极浆料重量份计，所述负极浆料配方的重量份如下：2.如权利要求1所述的锂离子电池负极浆料，其特征在于：按照重量份计，所述负极浆料中，3.如权利要求1～2任一项所述的锂离子电池负极浆料，其特征在于：所述导电剂的比表面积为500～2000m2/g；和/或所述导电剂为科琴黑、炭黑中的任一种。4.如权利要求1～2任一项所述的锂离子电池负极浆料，其特征在于：所述负极活性物质为石墨、硅/碳、硅/氧材料中的任一种。5.如权利要求1～2任一项所述的锂离子电池负极浆料，其特征在于：所述粘结剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺中的任一种；和/或所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。6.如权利要求1～5任一项所述的锂离子电池负极浆料的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：步骤S01.称取如权利要求1～5任一项所述的负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水；步骤S02.将称取的所述碳酸乙烯酯与部分去离子水混合形成碳酸乙烯酯溶液；步骤S03.将称取的所述负极活性物...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦添运，杨俊，赵悠曼，乔亚非，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44