一种负极极片的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种负极极片的制备方法及其应用。所述制备方法包括以下步骤：(1)将石墨材料加入碱性溶液中进行去质子化处理，得到初步改性石墨材料，将所述初步改性石墨材料与聚多巴胺依次进行第一混合和烧结，得到改性石墨材料；(2)将步骤(1)所述改性石墨材料、负极粘结剂、负极导电剂、负极纤维棒、溶剂和造孔剂进行第二混合得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆在集流体上，烘烤、干燥得到负极极片。本发明专利技术制备的负极极片具有均匀孔隙、强离子导体的有益效果，并且本发明专利技术负极极片制备的电池具有优异的循环性能。的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，涉及一种负极极片的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着新能源动力电池产业发展，人们对于锂离子电池快速充电性能的要求也越来越高，而负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的充放电特性具有至关重要的影响。随着充电倍率的提高，锂离子电池的负极片常由于电解液分布不均匀，导致负极片表面容易出现析锂现象，严重影响锂离子电池的循环性能、安全性能。
[0003]CN 107827091 A公开了一种质子化改性类石墨氢化碳材料及其制备和在锂离子电池负极材料中的应用，将g
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C3N4分散在含H
+
水溶液中进行水热反应，即得质子化改性g
‑
C3N4材料，g
‑
C3N4和质子化改性g
‑
C3N4材料相对石墨稳定性好，电化学活性高，作为锂离子电池负极材料使用，充放电效率极高，且具有良好的循环稳定性和高充放电比容量。但是g
‑
C3N4作为石墨材料的价格高，并且仅仅通过质子化处理，达到的循环性能效果需要进一步提高。
[0004]CN105206798A公开了一种负极极片及其制备方法、锂离子电池，包括负极集流体和附着于所述负极集流体表面的负极材料层负极材料层表面附着有聚多巴胺层。可以得到电池循环性能和高温储存性能优异的锂离子电池。但是在负极材料层表面通过涂覆的形式附着有聚多巴胺层，两者之间的界面阻抗大，会增加电池的内阻。
[0005]因此，如何制备一种高循环性能和良好安全性能的负极材料，是本领域重要的研究方向。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种负极极片的制备方法及其应用。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种负极极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0009](1)将石墨材料加入碱性溶液中进行去质子化处理，得到初步改性石墨材料，将所述初步改性石墨材料与聚多巴胺依次进行第一混合和烧结，得到改性石墨材料；
[0010](2)将步骤(1)所述改性石墨材料、负极粘结剂、负极导电剂、负极纤维棒、溶剂和造孔剂进行第二混合得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆在集流体上，烘烤、干燥得到负极极片。
[0011]本专利技术先将石墨材料加入碱性溶液中去质子化，再加入聚多巴胺混合烧结，得到改性石墨材料，提高石墨颗粒的锂离子传输能力、缓冲材料嵌锂体积膨胀产生的内应力、减少石墨与电解液接触时的副反应、利于SEI膜形成。然后将改性石墨、负极粘结剂、负极导电剂、导电纤维棒、去离子水、造孔剂充分搅拌，混合均匀，得到负极浆料。最后将负极浆料均
匀涂覆于负极集流体上，通过特殊的烘烤制度脱除溶剂、造孔剂，得到均匀孔隙、强离子导体的负极片。
[0012]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述石墨材料包括天然石墨和/或人造石墨。
[0013]优选地，步骤(1)所述碱性溶液的pH为9.0～10.0，其中所述pH可以是9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.8或10.0等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]优选地，步骤(1)所述碱性溶液包括氨水。
[0015]优选地，步骤(1)所述碱性溶液和所述石墨材料的质量比为(3～5):1，其中所述质量比可以是3:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1、4.0:1、4.2:1、4.4:1、4.6:1、4.8:1或5:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述去质子化处理包括将所述石墨材料加入到所述碱性溶液中进行搅拌。
[0017]优选地，步骤(1)所述去质子化处理的搅拌时间为3～5h，其中所述搅拌时间可以是3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4.0h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h或5h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，步骤(1)所述去质子化处理的反应温度为10～25℃，其中所述反应温度可以是10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，步骤(1)所述去质子化处理的搅拌速率为300～500r/min，其中所述速率可以是300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min、400r/min、420r/min、440r/min、460r/min、480r/min或500r/min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述聚多巴胺与所述石墨材料的质量比为(0.1～0.5％)：1，其中所述质量比可以是0.1％：1、0.2％：1、0.3％：1、0.4％：1或0.5％：1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，步骤(1)所述第一混合包括球磨混合。
[0022]优选地，所述球磨混合的溶剂包括乙醇。
[0023]优选地，所述球磨混合的球料比为2:1～5:1，其中所述球料比可以是2:1、3:1、4:1或5:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述球磨混合的转速为500～800r/min，其中所述转速可以是500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min、750r/min或800r/min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述球磨混合的时间为2～4h，其中所述时间可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h或4h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述烧结包括第一烧结、第二烧结、第三烧结和降温处理。
[0027]优选地，所述第一烧结的温度为60～80℃，其中所述温度可以是60℃、62℃、64℃、
66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃或80℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述第一烧结的时间为2～4h，其中所述时间可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h或4h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将石墨材料加入碱性溶液中进行去质子化处理，得到初步改性石墨材料，将所述初步改性石墨材料与聚多巴胺依次进行第一混合和烧结，得到改性石墨材料；(2)将步骤(1)所述改性石墨材料、负极粘结剂、负极导电剂、负极纤维棒、溶剂和造孔剂进行第二混合得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆在集流体上，烘烤、干燥得到负极极片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述石墨材料包括天然石墨和/或人造石墨；优选地，步骤(1)所述碱性溶液的pH为9.0～10.0；优选地，步骤(1)所述碱性溶液包括氨水；优选地，步骤(1)所述碱性溶液和所述石墨材料的质量比为(3～5):1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述去质子化处理包括将所述石墨材料加入到所述碱性溶液中进行搅拌；优选地，步骤(1)所述去质子化处理的搅拌时间为3～5h；优选地，步骤(1)所述去质子化处理的反应温度为10～25℃；优选地，步骤(1)所述去质子化处理的搅拌速率为300～500r/min。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚多巴胺与所述石墨材料的质量比为(0.1～0.5％)：1；优选地，步骤(1)所述第一混合包括球磨混合；优选地，所述球磨混合的溶剂包括乙醇；优选地，所述球磨混合的球料比为2:1～5:1；优选地，所述球磨混合的转速为500～800r/min；优选地，所述球磨混合的时间为2～4h。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结包括第一烧结、第二烧结、第三烧结和降温处理；优选地，所述第一烧结的温度为60～80℃；优选地，所述第一烧结的时间为2～4h；优选地，所述第二烧结的温度为80～100℃；优选地，所述第二烧结的时间为2～4h；优选地，所述第三烧结的温度为100～150℃；优选地，所述第三烧结的时间为2～4h；优选地，所述降温处理的速度≤5℃/mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝宏帅，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：