一种提升锂离子电池快充能力的负极片及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种提升锂离子电池快充能力的负极片及其制备方法和用途，所述负极片包括集流体、负极层和铜网，所述铜网与集流体用镍带连接，所述铜网的设置缩短了锂离子在负极层脱嵌的距离，并且降低了负极片的极化，从而提升了负极片的动力学性能。同时可以在一定程度上增大负极活性物质载量，提升电池能量密度。本发明专利技术的锂离子电池负极片操作简单，易于商业化，对于改善电池快充能力以及解决高负极面密度动力学不足问题效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种提升锂离子电池快充能力的负极片及其制备方法和用途
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种提升锂离子电池快速充电能力的负极片及其制备方法和用途。
技术介绍
随着数码产品的不断普及，锂离子电池得到快速的发展。现如今，人们对消费类电子产品尤其是手机、笔记本电脑以及电动汽车的需求越来越高，不仅对锂离子电池的能量密度要求越来越高，而且对电池的充电速度要求也越来越高，这给锂离子电池带来了很大挑战。为了提高锂离子电池的能量密度，各电池厂商普遍采用的措施：一方面是寻求高容量负极，比如硅负极等，但是硅负极的首次充电效率低、循环寿命短以及循环膨胀大等问题难以解决，且硅负极由于导电性差的问题，很难支持快速充电；另一方面是进一步提高石墨压实密度，面临的问题是石墨高压实密度下动力学性能急剧下降；再一方面是增加极片涂层厚度，即增加活性物质的载量，此方法容易导致电池极化增大，动力学严重不足的问题。因此，解决电池高能量密度下的快速充电性能成为电池厂商的首要任务。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种提升锂离子电池快充能力的负极片及其制备方法和用途，所述负极片包括集流体、铜网和负极层；所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铜网和至少两层负极层，所述至少两层负极层和所述至少一层铜网依次设置在集流体表面。所述负极片的使用可以缩短锂离子在负极片的嵌入路径，同时减小极化，提高负极片高面密度下的动力学，进而提升电池快充体系下的体积能量密度。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种负极片，所述负极片包括集流体、铜网和负极层；所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铜网和至少两层负极层，所述至少两层负极层和所述至少一层铜网依次交替设置在集流体表面。根据本专利技术，所述至少两层负极层和所述至少一层铜网按负极层、铜网、负极层、铜网、……、负极层的顺序依次交替设置在集流体表面，且最外层为负极层。根据本专利技术，所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铜网和至少两层负极层，优选为两侧表面。根据本专利技术，所述集流体一侧或两侧表面设置1-10层铜网和2-11层负极层，例如设置1-8层铜网和2-9层负极层，例如设置1-6层铜网和2-7层负极层，设置1-4层铜网和2-5层负极层，例如设置1-3层铜网和2-4层负极层，例如设置1-2层铜网和2-3层负极层。示例性地，所述负极片包括集流体、铜网、负极层X和负极层Y，所述集流体一侧或两侧表面设置负极层X，所述负极层X表面设置铜网，所述铜网表面设置负极层Y。示例性地，所述负极片包括集流体、铜网A、铜网B、负极层X、负极层Y和负极层Z，所述集流体一侧或两侧表面设置负极层X，所述负极层X表面设置铜网A，所述铜网A表面设置负极层Y，所述负极层Y表面设置铜网B，所述铜网B表面设置负极层Z。根据本专利技术，所述负极层是通过包括如下组分的原料制备得到的：(a)负极活性材料70-99.95wt％；(b)导电剂0-10wt％；(c)粘结剂0.05-10wt％；(d)增稠剂0-10wt％。示例性地，所述负极活性材料的添加量为70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、96wt％、96.4wt％、96.9wt％、97.0wt％、97.2wt％、97.4wt％、97.5wt％、97.8wt％、98wt％、98.2wt％、99wt％、99.5wt％；示例性地，所述导电剂的添加量为0wt％、0.2wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2t％、3wt％、4wt％、5wt％、10wt％；示例性地，所述粘结剂的添加量为0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.8t％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、8wt％、10wt％。示例性地，所述增稠剂的添加量为0wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、8wt％、10wt％。根据本专利技术，所述负极活性材料选自石墨、硬碳、软碳、硅基材料、锡基材料、石墨烯等中的至少一种。根据本专利技术，所述导电剂选自superP、碳纳米管、炭黑等可用于负极导电剂材料中的一种或几种。根据本专利技术，所述粘结剂选自SBR、PAA、PAA-Li、PAA-Na、PVDF等锂离子电池用粘结剂材料中的一种或几种。根据本专利技术，所述增稠剂选自CMC-Na、CMC-Li等锂离子电池用增稠剂材料中的一种或几种。根据本专利技术，所述负极层的厚度为10-200μm。例如为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm。根据本专利技术，每层负极层的厚度相同或不同，为了制备方便，优选为相同。根据本专利技术，每层负极层的组成相同或不同，即制备所述每层负极层的负极混合浆料可以为相同组成和含量的负极混合浆料，也可以是不同组成和含量的负极混合浆料，所述不同组成和含量的负极混合浆料例如包括负极活性材料或其含量不同、导电剂或其含量不同、粘结剂或其含量不同中的至少一项不同。根据本专利技术，所述集流体选自铜箔，例如为多孔铜箔或刻蚀铜箔的一种。根据本专利技术，所述集流体的厚度为4-25μm，例如为4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm。根据本专利技术，所述铜网目数为100目-1000目，厚度为4μm-20μm，例如为4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm。根据本专利技术，所述铜网与集流体用镍带连接(如焊接)；所述镍带的数量可以是一个，也可以是多个。本专利技术还提供上述负极片的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)在集流体至少一侧表面涂覆负极层；(2)在负极层表面设置铜网，在铜网表面涂覆负极层；(3)任选地重复步骤(2)至少一次，例如为1-10次；(4)用镍带将集流体和铜网连接，制备得到所述负极片。根据本专利技术，步骤(1)具体为：在集流体至少一侧表面涂覆包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和增稠剂的混合浆料，干燥，制备得到负极层。根据本专利技术，步骤(4)具体为：用镍带将集流体和铜网焊接(所有的铜网)，制备得到所述负极片。本专利技术还提供上述负极片的用途，其用于制备锂离子电池。本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的负极片。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极片，所述负极片包括集流体、铜网和负极层；/n所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铜网和至少两层负极层，所述至少两层负极层和所述至少一层铜网依次交替设置在集流体表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种负极片，所述负极片包括集流体、铜网和负极层；
所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铜网和至少两层负极层，所述至少两层负极层和所述至少一层铜网依次交替设置在集流体表面。


2.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述至少两层负极层和所述至少一层铜网按负极层、铜网、负极层、铜网、……、负极层的顺序依次交替设置在集流体表面，且最外层为负极层。


3.根据权利要求1或2所述的负极片，其中，所述集流体一侧或两侧表面设置1-10层铜网和2-11层负极层，例如设置1-8层铜网和2-9层负极层，例如设置1-6层铜网和2-7层负极层，设置1-4层铜网和2-5层负极层，例如设置1-3层铜网和2-4层负极层，例如设置1-2层铜网和2-3层负极层。


4.根据权利要求1-3任一项所述的负极片，其中，所述负极片包括集流体、铜网、负极层X和负极层Y，所述集流体一侧或两侧表面设置负极层X，所述负极层X表面设置铜网，所述铜网表面设置负极层Y；
或者，所述负极片包括集流体、铜网A、铜网B、负极层X、负极层Y和负极层Z，所述集流体一侧或两侧表面设置负极层X，所述负极层X表面设置铜网A，所述铜网A表面设置负极层Y，所述负极层Y表面设置铜网B，所述铜网B表面设置负极层Z。


5.根据权利要求1-4任一项所述的负极片，其中，所述负极层是通过包括如下组分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜世银，刘春洋，薛佳宸，陈若凡，李素丽，徐延铭，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44