本发明专利技术涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法与锂离子电池，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合铜氨溶液和金属箔片进行钝化处理，得到预处理箔片；(2)混合石墨、导电剂和功能性粘结剂，得到负极浆料；(3)将步骤(2)所得负极浆料涂覆在步骤(1)所得预处理箔片上，烘干后，得到所述锂离子电池负极片。本发明专利技术中，经过表面钝化提高了金属箔片表面与浆料的粘结能力，同时，采用了具有较高粘结能力的功能性粘结剂，使得负极片的结构更加稳定，粘结性更强，且有效的降低了充放电过程中的体积膨胀问题。所述锂离子电池负极片应用于12V高功率磷酸铁锂电池中，既具有高功率，且能够保障电池的低自放电率和长循环寿命。放电率和长循环寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极片及其制备方法与锂离子电池
[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种锂离子电池负极片的制备方法，尤其涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法与锂离子电池。
技术介绍
[0002]伴随着新能源行业的蓬勃发展，碳达峰/碳中和的绿色低碳循环发展体系正在逐步形成。汽车启停电源主要使用铅酸电池，其能量密度偏低、循环寿命短，环境污染大。12V磷酸铁锂电池具有比能量高、循环寿命长、安全性能好、成本低廉、环境友好性等特点，更符合节能减排的需求。与此同时，12V磷酸铁锂电池直接取代铅酸电池，对电池的功率性能、使用寿命及安全性能的苛求尤为强烈。
[0003]然而，锂离子电池负极石墨在高倍率的充放电循环过程中，伴随着锂离子的高速嵌入和脱出，负极石墨反复承受较大大的体积变化，出现体积膨胀，甚至容易出现掉粉、剥落现象，使电极结构遭到破坏，从而导致其自放电增大，循环寿命迅速下降。
[0004]CN 113764622A公开了一种低膨胀锂电池硅碳负极片的制备方法，通过多孔纳米硅与长管碳纳米管在柠檬酸溶液中复配成Si
‑
CNT前驱体，再与人造石墨、蔗糖研磨混合烧结得到硅碳粉体，将得到的硅碳粉体、水性复合粘结剂、石墨烯、分散剂和纯水按比例分散制成浆料，涂覆至金属箔材两侧，烘干后制得低膨胀锂电池硅碳负极片。该专利技术选用多孔纳米硅与一维材料碳纳米管复配，在较大孔径的多孔纳米硅外部及内部形成线性网络结构，从而有效抑制硅碳粉体在充放电循环过程中的体积膨胀，选用的高粘结水性复合粘结剂通过酯键形成的网络，能够更好的与硅碳粉体接触，提高硅碳粉体与其它粉体、浆料与箔材间的粘结力。
[0005]CN 107732151A公开了一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池。锂离子电池负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm2～1g/cm2。其制备方法包括如下步骤：将含有软碳的负极浆料涂覆于铝箔层的相对两面，并辊压、烘干处理后形成第一软碳层和第二软碳层。该专利技术提供的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层表面可能生产的锂晶枝刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层表面的活性物质粉化和脱落的问题。
[0006]以上技术方案中对体积膨胀进行了一定的改进，但是锂离子电池还需要保证功率和稳定性能达到要求，如何制备一种结构稳定、粘接剂用量少的高功率负极是本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种锂离子电池负极片及其制备方法与锂离子电池，经过表面钝化后，提高了金属箔片表面与浆料的粘结能力，同时，采用具有较高粘结能力的功能性粘结剂，使得负极片的结构更加稳定，粘结性更强，且有效的降低了充放电
过程中的体积膨胀问题。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池负极片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0010](1)混合铜氨溶液和金属箔片进行钝化处理，得到预处理箔片；
[0011](2)混合石墨、导电剂和功能性粘结剂，得到负极浆料；
[0012](3)将步骤(2)所得负极浆料涂覆在步骤(1)所得预处理箔片上，烘干后，得到所述锂离子电池负极片。
[0013]本专利技术所述功能性粘结剂区别于现有技术中传统粘结剂，在粘结剂中混合了偶联剂。
[0014]本专利技术提供的锂离子电池负极片的制备方法中，经过表面钝化后，提高了金属箔片表面与浆料的粘结能力，同时，采用具有较高粘结能力的功能性粘结剂，使得负极片的结构更加稳定，粘结性更强，且有效的降低了充放电过程中的体积膨胀问题，所述锂离子电池负极片应用于12V高功率磷酸铁锂电池中，既具有高功率，且能够保障电池的低自放电率和长循环寿命。
[0015]金属箔片通过表面钝化处理后使其比表面积增大，而功能性粘结剂，因加入偶联剂，使其表面活性更强，能更加有效的将粘结剂与金属箔片粘结在一起，充分提高极片的剥离力和稳定性，进而提高电池的功率性能并有效改善循环稳定性。
[0016]优选地，步骤(1)所述铜氨溶液的制备方法包括：混合铜源和氨水于溶剂中，搅拌溶解后，得到铜氨溶液。
[0017]优选地，所述铜源包括硫酸铜和/或氯化铜。
[0018]优选地，所述溶剂包括去离子水。
[0019]优选地，所述铜源与溶剂的液固比为0.05～0.1L/g，例如可以是0.05L/g、0.06L/g、0.07L/g、0.08L/g、0.09L/g或0.1L/g，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述氨水和溶剂的体积比为0.01～0.02，例如可以是0.01、0.012、0.014、0.016、0.018或0.02，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述搅拌溶解的温度为20～30℃，例如可以是20℃、22℃、24℃、26℃、28℃或30℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，步骤(1)所述钝化处理中铜氨溶液的体积为1～2L，例如可以是1L、1.2L、1.4L、1.6L、1.8L或2L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，步骤(1)所述钝化处理的时间为15～30min，例如可以是15min、18min、20min、25min或30min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，步骤(1)所述预处理箔片的厚度为5～8μm，例如可以是5μm、5.5μm、6μm、7μm、7.5μm或8μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，步骤(2)所述石墨包括人造石墨。
[0026]优选地，步骤(2)所述导电剂包括导电炭黑和/或导电碳纳米管。
[0027]优选地，步骤(2)所述石墨、导电剂和功能性粘结剂的质量比为(95～96):(1～2):(2～3)，例如可以是95:2:3、96:2:2、95.5:2:2.5、95.5:1.5:3或96:1.5:2.5，但不限于所列
举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，步骤(2)所述功能性粘结剂包括粘接剂和偶联剂。
[0029]优选地，所述粘接剂包括聚丙烯腈和/或丁苯橡胶。
[0030]优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂。
[0031]优选地，所述硅烷偶联剂包括3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(KH
‑
550)、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH
‑
560)或N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合铜氨溶液和金属箔片进行钝化处理，得到预处理箔片；(2)混合石墨、导电剂和功能性粘结剂，得到负极浆料；(3)将步骤(2)所得负极浆料涂覆在步骤(1)所得预处理箔片上，烘干后，得到所述锂离子电池负极片。2.根据权利要求1所述锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铜氨溶液的制备方法包括：混合铜源和氨水于溶剂中，搅拌溶解后，得到铜氨溶液；优选地，所述铜源包括硫酸铜和/或氯化铜；优选地，所述溶剂包括去离子水；优选地，所述铜源与溶剂的液固比为0.05～0.1L/g；优选地，所述氨水和溶剂的体积比为0.01～0.02；优选地，所述搅拌溶解的温度为20～30℃；优选地，步骤(1)所述钝化处理中铜氨溶液的体积为1～2L；优选地，步骤(1)所述钝化处理的时间为15～30min；优选地，步骤(1)所述预处理箔片的厚度为5～8μm。3.根据权利要求1或2所述锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述石墨包括人造石墨；优选地，步骤(2)所述导电剂包括导电炭黑和/或导电碳纳米管；优选地，步骤(2)所述石墨、导电剂和功能性粘结剂的质量比为(95～96):(2～3):(1～2)。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述功能性粘结剂包括粘接剂和偶联剂；优选地，所述粘接剂包括聚丙烯腈和/或丁苯橡胶；优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂；优选地，所述硅烷偶联剂包括3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述功能性粘结剂的制备方法包括如下步骤：(a)混合粘接剂和溶剂并搅拌均匀，得到粘接剂浆料；(b)混合偶联剂和步骤(a)所得粘接剂浆料，搅拌均匀，得到功能性粘结剂。6.根据权利要求5所述锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述溶剂包括去离子水；优选地，步骤(a)所述搅拌的时间为30～60min；优选地，步骤(a)所述粘接剂浆料中的固含量为5～...
【专利技术属性】
技术研发人员：易靖宇，熊珊，朱昌波，谭立波，魏成卓，高夜军，阮祝华，苑丁丁，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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