负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池技术

本申请公开了一种负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池。本申请中，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物，及第二聚合物；其中，所述第一聚合物和第二聚合物均为纤维素醚或其盐，所述第一聚合物的平均取代度大于所述第二聚合物的平均取代度，使得提高导离子能力的同时，可维持或改善电极加工性能。

【技术实现步骤摘要】
负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池
本专利技术实施例涉及锂离子电池领域，特别涉及负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池。
技术介绍
锂电池的电极主要由活性物质、导电剂、粘结剂和集流体组成。粘结剂分为油性粘结剂和水性粘结剂，常用的水性粘结剂是丁苯橡胶，但丁苯橡胶单独使用易致使极片溶胀，影响电池电化学性能。专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：通常，羧甲基纤维素盐与丁苯橡胶同时使用可缓解极片溶胀。但现有的羧甲基纤维素盐制成的电浆，导离子能力较低，致使制成的电极性能较差，或粘度较低，致使电极加工性能变差。本领域迫切需要寻找提高导离子能力的同时可维持或改善电极加工性能的方法。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种负极，使得提高导离子能力的同时，可维持或改善电极加工性能。为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种负极，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物，及第二聚合物；其中，所述第一聚合物和第二聚合物均为纤维素醚或其盐，所述第一聚合物的平均取代度大于所述第二聚合物的平均取代度。本专利技术的第二方面提供了制备所述负极的方法。本专利技术的第三方面提供了含有所述负极的一种锂电池。本专利技术第一方面提供的负极相对于现有技术而言，负极核心成分包括：包括：集流体以及在所述集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物，及第二聚合物；其中，所述第一聚合物和第二聚合物均为纤维素醚或其盐，具有良好的水溶性，所述第一聚合物的平均取代度大于所述第二聚合物的平均取代度，较高取代度的第一聚合物呈现较高的导离子能力，较低取代度的第二聚合物具备较高的粘度易于加工，二者组合形成的电极增稠剂制备的电极同时平衡导离子能力与粘度，使得电极在保留高导离子能力的同时，易于加工。此外，使用了其的锂离子电池还具有较高的充放电比容量、较低的阻抗、较高的充放电倍率、以及较好的高低温适应性。在一实施例中，所述第一聚合物的平均取代度是所述第二聚合物的平均取代度的1.1-3倍。在一实施例中，所述第一聚合物的平均取代度是所述第二聚合物的平均取代度的1.1-2倍。在一实施例中，所述第一纤维素醚的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的1.1-1.5倍。在一实施例中，所述第一聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔胶中的至少一种。在一实施例中，所述第二聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔胶中的至少一种。在一实施例中，所述第一聚合物的平均取代度范围为0.90-1.50；所述第二聚合物的平均取代度范围为0.40-0.89。在一实施例中，所述第一聚合物的平均取代度范围为0.90-1.20；所述第二聚合物的平均取代度范围为0.60-0.89。在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为9:1至1:9。在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为8:2至2:8。在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.0～2.0％。在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.3～1.7％。在一实施例中，所述电极增稠剂的质量百分含量范围为：0.5～1.0％。在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述去离子水的质量百分比为95.0～98.0％。在一实施例中，所述负极活性材料选自锂金属；锂合金；能够脱嵌锂的碳材料；锡；锡化物；硅；硅化合物；及钛酸锂化合物中的至少一种。在一实施例中，在所述负极活性材料层中，所述负极活性材料的质量百分含量范围为：80.0～99.0％。在一实施例中，所述集流体选自铜箔；镍箔；不锈钢箔；钛箔；镍泡沫体；铜泡沫体；及涂布有导电金属的聚合物材料中的至少一种。在一实施例中，所述粘结剂选自丁苯橡胶；丁腈橡胶；丁二烯橡胶；改性丁二烯橡胶；羧基改性丁苯橡胶；及改性聚有机硅氧烷类聚合物中的至少一种。在一实施例中，所述导电剂选自天然石墨；人造石墨；炭黑；乙炔黑；碳纤维；聚亚苯基衍生物；及包含铜、镍、铝、银的金属粉末或金属纤维中的至少一种。在一实施例中，所述负极的厚度范围为：0.130～0.150mm。本专利技术第二方面提供了一种制备上述电极的方法，所述方法包括步骤：a、匀浆：将所述粘结剂、所述导电剂、所述负极活性材料、以及所述电极增稠剂混合并搅拌制成浆料；b、涂布：用去离子水稀释a步骤所述浆料后涂布在所述集流体上制成所述负极的粗品；c、压实：压实步骤b所述负极的粗品制成所述负极。在一实施例中，所述涂布为双面涂布。在一实施例中，所述涂布通过涂布机进行，所述涂布速度范围为0.8～1.2m/min。在一实施例中，所述压实通过锟压机进行，所述压实密度范围为1.4～1.8g/cm-3，所述锟压速度范围为0.6～1.0m/min。本专利技术第三方面提供了一种锂离子电池，所述锂电池包括：上述负极；正极；隔膜；及非水电解液。具体实施方式本专利技术的实施方式提供一种负极，其在保留高导离子能力的同时，易于加工，使用了其的锂离子电池具有较高的充放电比容量、较低的阻抗、较高的充放电倍率、以及较好的高低温适应性。作为本专利技术第一方面提供的负极，包括：集流体以及在所述集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物；及第二聚合物，其中第一聚合物和第二聚合物均为纤维素醚或其盐，具有良好的水溶性，第一聚合物的平均取代度大于所述第二聚合物的平均取代度，较高取代度的第一聚合物呈现较高的导离子能力，较低取代度的第二聚合物具备较高的粘度易于加工，二者组合形成的电极增稠剂制备的电极同时平衡导离子能力与粘度，使得电极在保留高导离子能力的同时，易于加工。进一步地，在一个实施方式中，上述第一聚合物的平均取代度是第二聚合物的平均取代度的1.1-3倍。进一步地，在一个实施方式中，上述第一聚合物的平均取代度是第二聚合物的平均取代度的1.1-2倍。进一步地，在一个实施方式中，上述第一纤维素醚的平均分子量是第二聚合物的平均分子量的1.1-1.5倍。在一个实施方式中，上述第一聚合物为羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸(Poly(AcrylicAcid))、海藻酸钠(SodiumAlginate)、黄原胶(XanthanGum)、瓜尔胶(GuarGum)或其组合；上述第二聚合物为羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸(Poly(AcrylicA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极，其特征在于，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：/n去离子水；/n第一聚合物，及/n第二聚合物；/n其中，所述第一聚合物和第二聚合物均为纤维素醚或其盐，所述第一聚合物的平均取代度大于所述第二聚合物的平均取代度。/n

【技术特征摘要】
1.一种负极，其特征在于，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：
去离子水；
第一聚合物，及
第二聚合物；
其中，所述第一聚合物和第二聚合物均为纤维素醚或其盐，所述第一聚合物的平均取代度大于所述第二聚合物的平均取代度。


2.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均取代度是所述第二聚合物的平均取代度的1.1-3倍。


3.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均取代度是所述第二聚合物的平均取代度的1.1-2倍。


4.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一纤维素醚的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的1.1-1.5倍。


5.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔胶中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第二聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔胶中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均取代度范围为0.90-1.50；所述第二聚合物的平均取代度范围为0.40-0.89。


8.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均取代度范围为0.90-1.20；所述第二聚合物的平均取代度范围为0.60-0.89。


9.根据权利要求1至8任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为9:1至1:9。


10.根据权利要求1至8任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为8:2至2:8。


11.根据权利要求1至8任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.0～2.0％。


12.根据权利要求1至8任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.3～1.7％。


13.根据权利要求1至8任一项所述的负极，其特征在于，所述电极增稠剂的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏迪锋，李昊，孙化雨，
申请(专利权)人：远景动力技术江苏有限公司，远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32