锂离子电池、负极材料、负极填充剂及其制备工艺制造技术

本申请提供一种锂离子电池、负极材料、负极填充剂及其制备工艺。上述的负极材料的负极填充剂包括弹性壳体膜及包覆于所述弹性壳体膜的表面的导电剂层。所述弹性壳体膜的外表面形成有孔体，所述弹性壳体膜内形成有中空腔体，所述孔体与所述中空腔体连通。所述弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层。上述的负极材料的负极填充剂，由于弹性壳体膜的外表面形成有孔体，且弹性壳体膜内形成有中空腔体，在锂离子电池发生膨胀时，负极填充剂的弹性壳体膜受挤压收缩，避免对极片的整体的厚度膨胀产生影响；由于弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层，可有效地去除负极材料的水分，同时减少氢氟酸的产生，提升了锂离子电池的高温性能、循环性能、安全性能及使用寿命。安全性能及使用寿命。安全性能及使用寿命。

Lithium ion battery, cathode material, cathode filler and its preparation process

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池、负极材料、负极填充剂及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及锂离子电池的
，特别是涉及一种锂离子电池、负极材料、负极填充剂其制备工艺。

技术介绍

[0002]锂离子电池的极片是由活性材料、粘结剂、导电剂层组成。由于负极材料在充放电过程存在较大的膨胀和收缩，尤其是硅负极材料，导致活性材料颗粒破碎，导电网络和粘结网络失效，最终会导致电池极化增加、循环劣化及使用寿命减少等问题。一般的锂离子电池的改善膨胀的方法是在负极活性材料表面形成一层包覆结构，形成一种核壳结构，该核壳结构与活性材料之间存在一定空间，给予活性材料一定的缓冲空间，在使用过程中，锂离子电池的电解液会存在消耗和减少，导致锂离子电池的电解液不足，进而导致锂离子电池极化增加，循环迅速衰减及析锂问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种解决锂离子电池极化增加，循环迅速衰减及析锂问题的锂离子电池、负极材料、负极填充剂及其制备工艺。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005]一种负极材料的负极填充剂，包括：
[0006]弹性壳体膜，所述弹性壳体膜的外表面形成有孔体，所述弹性壳体膜内形成有中空腔体，所述孔体与所述中空腔体连通，所述弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层；
[0007]包覆于所述弹性壳体膜的表面的导电剂层。
[0008]在其中一个实施例中，所述孔体的数目为多个，多个所述孔体均与所述中空腔体连通。
[0009]在其中一个实施例中，所述弹性壳体膜为球形结构。
[0010]在其中一个实施例中，所述弹性壳体膜的粒径为50nm～5μm。
[0011]在其中一个实施例中，所述弹性壳体膜的材料为聚丙乙烯、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚烯烃热塑性弹性体、聚苯乙烯、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯、苯乙烯系热塑性弹性体、硅胶、聚四氟乙烯、碳材料中的至少一种。
[0012]在其中一个实施例中，所述导电剂层的材料为导电碳、导电石墨、石墨烯、碳纳米管、导电纤维中的至少一种。
[0013]在其中一个实施例中，所述除水涂层的材料为氧化铝、氧化镁、氧化钡、锂碳酸盐、钙碳酸盐、硅铝酸盐、酰胺类、异氰酸酯中的至少一种。
[0014]一种负极材料的负极填充剂的制备工艺，包括：
[0015]制备弹性壳体膜，所述弹性壳体膜的外表面形成有孔体，所述弹性壳体膜内形成有与所述孔体连通的中空腔体；
[0016]将所述弹性壳体膜浸泡于除水涂层溶液中，使所述弹性壳体膜内壁形成有除水涂
层，形成负极填充剂半成品；
[0017]对所述负极填充剂半成品进行段切及打磨操作，以制备形成球形颗粒结构；
[0018]于所述球形颗粒结构的表面包覆成型出导电剂层。
[0019]一种负极材料，包括上述任一实施例所述的负极材料的负极填充剂。
[0020]一种锂离子电池，包括上述实施例所述的负极材料。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0022]1、上述的负极材料的负极填充剂，由于弹性壳体膜的外表面形成有孔体，且弹性壳体膜内形成有中空腔体，在锂离子电池发生膨胀时，负极填充剂的弹性壳体膜受挤压收缩，且弹性壳体膜的中空腔体为极片的膨胀提供缓冲空间，避免对极片的整体的厚度膨胀产生影响，从而保证极片的导电网络和粘结网络不被破坏，提高了极片的整体的稳定性，提升了锂离子电池稳定性、循环性能、使用寿命；
[0023]2、由于孔体与中空腔体连通，使电解液能够进入弹性壳体膜的内部，保证极片的离子导电性，进而使电解液的部分存储于中空腔体内，提高了锂离子电池的保液量，如此提供了锂离子电池的循环次数和使用寿命，又由于弹性壳体膜的表面包覆有导电剂层，提高了负极填充剂的导电性，保证极片的倍率性能，进而更好地构建极片的导电网络；
[0024]3、由于弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层，可以有效地去除负极材料的水分，同时减少氢氟酸的产生，提升了锂离子电池的高温性能、循环性能、安全性能及使用寿命。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为一实施例的负极材料的负极填充剂的结构示意图；
[0027]图2为图1所示负极填充剂的剖视示意图；
[0028]图3为一实施例的负极材料的负极填充剂的制备工艺的流程图。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0030]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个
相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032]本申请提供一种负极材料的负极填充剂，包括弹性壳体膜及包覆于所述弹性壳体膜的表面的导电剂层。所述弹性壳体膜的外表面形成有孔体，所述弹性壳体膜内形成有中空腔体，所述孔体与所述中空腔体连通。所述弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层。
[0033]上述的负极材料的负极填充剂，由于弹性壳体膜的外表面形成有孔体，且弹性壳体膜内形成有中空腔体，在锂离子电池发生膨胀时，负极填充剂的弹性壳体膜受挤压收缩，且弹性壳体膜的中空腔体为极片的膨胀提供缓冲空间，避免对极片的整体的厚度膨胀产生影响，从而保证极片的导电网络和粘结网络不被破坏，提高了极片的整体的稳定性，提升了锂离子电池稳定性、循环性能、使用寿命；由于孔体与中空腔体连通，使电解液能够进入弹性壳体膜的内部，保证极片的离子导电性，进而使电解液的部分存储于中空腔体内，提高了锂离子电池的保液量，如此提供了锂离子电池的循环次数和使用寿命，又由于弹性壳体膜的表面包覆有导电剂层，提高了负极填充剂的导电性，保证极片的倍率性能，进而更好地构建极片的导电网络；由于弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层，可以有效地去除负极材料的水分，同时减少氢氟酸的产生，提升了锂离子电池的高温性能、循环性能、安全性能及使用寿命。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极材料的负极填充剂，其特征在于，包括：弹性壳体膜，所述弹性壳体膜的外表面形成有孔体，所述弹性壳体膜内形成有中空腔体，所述孔体与所述中空腔体连通，所述弹性壳体膜的内壁形成有除水涂层；包覆于所述弹性壳体膜的表面的导电剂层。2.根据权利要求1所述的负极材料的负极填充剂，其特征在于，所述孔体的数目为多个，多个所述孔体均与所述中空腔体连通。3.根据权利要求1所述的负极材料的负极填充剂，其特征在于，所述弹性壳体膜为球形结构。4.根据权利要求3所述的负极材料的负极填充剂，其特征在于，所述弹性壳体膜的粒径为50nm～5μm。5.根据权利要求1所述的负极材料的负极填充剂，其特征在于，所述弹性壳体膜的材料为聚丙乙烯、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚烯烃热塑性弹性体、聚苯乙烯、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯、苯乙烯系热塑性弹性体、硅胶、聚四氟乙烯、碳材料中的至少一种。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭光，徐宁，吕伟霞，
申请(专利权)人：东莞凯德新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：