电池负极片及其制作方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了电池负极片及其制作方法和锂离子电池，其中所述电池负极片包括负极金属基片，所述负极金属基片上涂覆有负极涂层，所述负极涂层的组分包括负极活性材料、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂，所述负极活性材料包括人造石墨颗粒，所述人造石墨颗粒的中位粒径为13±2μm。本发明专利技术提供的电池负极片使负极活性材料具备快速嵌锂的能力，实现快速充电，提升电池的循环寿命。

Battery negative plate and its fabrication method and lithium ion battery

The invention discloses a battery negative plate and its fabrication method and a lithium ion battery. The battery negative plate comprises a negative metal substrate coated with a negative electrode coating. The components of the negative electrode coating include a negative active material, a negative conductive agent, a suspension agent and a negative electrode binder. The negative active material includes an artificial graphite particle, and the artificial graphite. The median particle size is 13 +2 um. The negative plate of the battery provided by the invention enables the active material of the negative electrode to have the capability of rapid lithium intercalation, realizes rapid charging and improves the cycle life of the battery.

【技术实现步骤摘要】
电池负极片及其制作方法和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种电池负极片及其制作方法和锂离子电池。
技术介绍
目前，在国家政策的鼓励下，我国新能源汽车行业蓬勃发展。然而，新能源汽车充电时间太长，成为制约其普及的最大障碍之一。因此，如何缩短汽车充电时间、实现快速充电，成为目前锂电行业研究的热门主题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电池负极片，旨在缩短锂离子电池充电时间，实现快速充电。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种电池负极片，包括负极金属基片，所述负极金属基片上涂覆有负极涂层，所述负极涂层包括负极活性材料、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂，所述负极活性材料包括人造石墨颗粒，所述人造石墨颗粒的中位粒径为13±2μm。进一步地，所述人造石墨颗粒的表面形成为多孔状结构，所述人造石墨颗粒的振实密度为0.7-1.4g/cm3；且/或，所述人造石墨颗粒的比表面积为0.8-1.5m2/g；且/或，所述人造石墨颗粒的克容量为340-360mAh/g；且/或，所述负极金属基片的厚度为8±2μm，所述电池负极片的厚度为142±2μm；且/或，所述负极金属基片为铜箔片；且/或，所述人造石墨颗粒的集中度为0.8-1.2；且/或，所述负极导电剂为导电石墨；且/或，所述负极粘结剂为丁苯橡胶或丙烯酸粘结剂。进一步地，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：所述负极活性材料90％-97％；所述负极导电剂0.2％-5％；所述悬浮剂0.2％-1.5％；所述负极粘结剂0.2％-5％。进一步地，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：所述负极活性材料95％；所述负极导电剂1.5％；悬浮剂干粉1.5％；所述负极粘结剂2％。进一步地，所述人造石墨颗粒的原料包括石油焦、针状焦或沥青中的至少一种。进一步地，所述人造石墨颗粒外包覆有硬碳材料。本专利技术还提供如上所述的电极负极片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：负极浆料制作步骤，将所述负极活性材料、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂混合，加入去离子水，制成负极浆料；负极浆料涂覆步骤，将所述负极浆料涂覆于所述负极金属基片上，制得负极涂覆中间产品；负极浆料干燥固化步骤，将所述负极涂覆中间产品放置于温度为100℃-130℃的环境中进行干燥固化，以将所述负极浆料干燥固化为所述负极涂层，制得负极固化中间产品；负极片加工步骤，将所述负极固化中间产品进行辊压、裁剪加工，制得负极片半成品；负极耳焊接步骤，将负极耳焊接于所述负极片半成品上，制得所述电池负极片。进一步地，所述负极浆料制备步骤中，所述负极浆料的固含量为40％-55％。所述电池负极片的制作方法还包括负极活性材料包覆硬碳材料步骤，所述负极活性材料包覆硬碳材料步骤具体为：将硬碳材料在N2中在600-900℃条件下包覆于石墨外，包覆时间为7-9h。本专利技术还提供一种锂离子电池，包括电池外壳、电极正极片、第一隔膜、第二隔膜和电解液、如上所述的电极负极片，所述电极正极片、第一隔膜、电极负极片第二隔膜由外到内依次设于所述电池外壳内，且所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述电池正极片包括正极金属基片和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：负极金属基片上涂覆有负极涂层，负极涂层包括负极活性材料，负极活性材料包括人造石墨，人造石墨的中位粒径为13±2μm，使负极活性材料具备快速嵌锂的能力，实现快速充电，提升电池的循环寿命。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的锂离子电池的外部结构示意图；图2为图1中锂离子电池的内部结构示意图；图3为图1中电池正极片焊接有正极耳的主视图；图4为图3中电池正极片的俯视图。图中：1、电池正极片；11、正极金属基片；12、正极涂层；121、顶部涂覆层；122、底部涂覆层；13、正极耳；2、电池外壳；21、镀镍钢壳；22、盖帽；3、电池负极片；4、第一隔膜；5、第二隔膜；31、负极耳。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。一种电池负极片3，包括负极金属基片，所述负极金属基片上涂覆有负极涂层，所述负极涂层包括负极活性材料、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂，所述负极活性材料包括人造石墨颗粒，所述人造石墨颗粒的中位粒径为13±2μm。人造石墨颗粒的原料石油焦、针状焦或沥青胶中的至少一种。选用质地优良、高纯度的原料(石油焦、针状焦、沥青)作为负极活性材料，调整炭化烧结工艺及石墨化条件(温度、气氛、压力、时间)，获得结构稳定、容量高、可逆性好、比表面积大的人造石墨产品；使得负极活性材料具有容量高、可逆性好、结构稳定、循环性能突出的特点。人造石墨颗粒的中粒粒径的越小，其比表面积越大，快速嵌锂的能力也更强，使得由本专利技术提供的电池负极片3所制成的锂离子电池能实现快速充电，也能提升电池的循环寿命，人造石墨颗粒的中粒粒径优选为13μm。负极活性材料的粒径分布集中，电池在快速充电过程中，负极石墨颗粒各处嵌锂程度均一、不会产生因局部过分嵌锂而导致负极片析锂的现象，降低了电池的极化效应，有利于快速充放电。优选地，所述人造石墨颗粒的表面形成为多孔状结构，所述人造石墨颗粒的振实密度为0.7-1.4g/cm3；且/或，所述人造石墨颗粒的比表面积为0.8-1.5m2/g；且/或，所述人造石墨颗粒的克容量为340-360mAh/g；且/或，所述负极金属基片的厚度为8±2μm，所述电池负极片3的厚度为142±2μm；且/或，所述负极金属基片为铜箔片；且/或，所述人造石墨颗粒的集中度为0.8-1.2；且/或，所述负极导电剂为导电石墨；且/或，所述负极粘结剂为丁苯橡胶或丙烯酸粘结剂。人造石墨颗粒表面形成为多孔状结构，使得人造石墨颗粒较疏松，进一步使得人造石墨颗粒的比表面积增大，反应活性位点增加，使得人造石墨颗粒与电解液的相容性较好，锂离子嵌入人造石墨颗粒上时，由于其表面积大、活性位点多，可供多个锂离子同时嵌入，由于粒径小锂离子嵌入人造石墨颗粒需运行距离短，进一步提高负极活性材料的快速嵌锂能力，从而提高由本专利技术提供的电池负极片3所制作的锂离子电池的快速充电能力，同时充电过程中人造石墨颗粒的体积效应较小，人造石墨颗粒所受到的机械应力小，有利于在充放电过程中保持结构稳定，同时使得石墨颗粒表面SEI膜保持稳定，充放电过程中地有效防止电解液溶剂分子嵌入石墨层状结构而引起石墨结构破坏，SEI膜阻抗小，有利于提高电池的循环寿命。所述负极活性材料，结构稳定，因此安全性能突出、循环性能优异。从而提高由本专利技术提供的电池负极片3所制作的锂离子电池的循环寿命，可以通过优选材料、优选烧结工艺、和优选粉碎工艺获得小粒径的人造石墨颗粒。进一步地，所述电池负极片3的制作方法还包括负极活性材料包覆硬碳材料步骤，所述负极活性材料包覆硬碳材料步骤具体为：将硬碳材料在N2中在600-900℃条件下包覆于石墨外，包覆时间为7-9h。人造石墨颗粒的克容量较大，使得为释放相同的电容量，需要更少的人造石墨颗粒，从而能实现由本专利技术提供的电池负极片3所制作的锂离子电池的轻量化设计。负极金属基片厚度的选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池负极片，其特征在于，包括：负极金属基片，所述负极金属基片上涂覆有负极涂层，所述负极涂层包括负极活性材料、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂，所述负极活性材料包括人造石墨颗粒，所述人造石墨颗粒的中位粒径为13±2μm。

【技术特征摘要】
1.一种电池负极片，其特征在于，包括：负极金属基片，所述负极金属基片上涂覆有负极涂层，所述负极涂层包括负极活性材料、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂，所述负极活性材料包括人造石墨颗粒，所述人造石墨颗粒的中位粒径为13±2μm。2.如权利要求1所述的电极负极片，其特征在于，所述人造石墨颗粒的表面形成为多孔状结构，所述人造石墨颗粒的振实密度为0.7-1.4g/cm3；且/或，所述人造石墨颗粒的比表面积为0.8-1.5m2/g；且/或，所述人造石墨颗粒的克容量为340-360mAh/g；且/或，所述人造石墨颗粒的集中度为0.8-1.2；且/或，所述负极金属基片的厚度为8±2μm，所述电池负极片的厚度为142±2μm；且/或，所述负极金属基片为铜箔片；且/或，所述负极导电剂为导电石墨；且/或，所述负极粘结剂为丁苯橡胶或丙烯酸粘结剂。3.如权利要求1至2任一项所述的电极负极片，其特征在于，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：所述负极活性材料90％-97％；所述负极导电剂0.2％-5％；所述悬浮剂0.2％-5％；所述负极粘结剂0.2％-5％。4.如权利要求3所述的电极负极片，其特征在于，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：所述负极活性材料95％；所述负极导电剂1.5％；悬浮剂干粉1.5％；所述负极粘结剂2％。5.如权利要求1所述的电极负极片，其特征在于，所述人造石墨颗粒的原料包括石油焦、针状焦或沥青中的至少一种。6.如权利要求1所述的电极负极片，其特征在于，所述人造石墨颗粒外包覆有...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧瑞先，李亮，黄国文，韦丽娟，
申请(专利权)人：深圳市卓能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44