一种负极添加剂、负极材料、负极极片及锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种负极添加剂、负极材料、负极极片及锂离子二次电池，属于锂离子电池技术领域。本发明专利技术的负极添加剂，所述负极添加剂包括衍生自1,1

【技术实现步骤摘要】
一种负极添加剂、负极材料、负极极片及锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，更具体地，涉及一种负极添加剂、负极材料、负极极片及锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池作为一种高效的蓄电设备，被广泛地应用到手机、电脑、耳机，也被应用到电动汽车中。但新能源行业的发展，对锂离子二次电池的性能要求也越来越高。锂离子电池工作中，负极在脱嵌锂的过程中产生体积变化，导致界面固态电解质膜(SEI膜)不断地破损和重建，消耗电解液和活性锂，从而导致电池容量的衰减。此外，在高温的条件下，负极材料和电解液界面的反应活性增大，副反应增加，SEI膜溶解等问题都会造成电池容量的损失，甚至会持续产气致电池膨胀，产生安全问题。通过在负极中加入添加剂，改善电池负极材料界面稳定性，是提高电池循环、高温等性能的重要手段。
[0003]现有技术对于提高负极界面稳定性的添加剂主要是电解液添加剂，但电解液添加剂通常在成膜过程中，会消耗活性锂成分，降低电池的首效和容量。现有技术一种负极添加剂，为含有四氟乙基和乙二醇结构单元的含氟低聚物，其添加量为负极材料总质量的0.01
‑
5％，此添加物的添加使得负极浆料混合更加均匀，有利于改善电池循环性能和容量，但是该负极添加剂并不能改善锂电池负极材料的高温性能。
[0004]因此，本领域需要研发一种可以改善电池负极材料界面稳定性，既可以提高电池循环性能也可以改善高温性能的负极添加剂及负极材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有锂离子电池负极添加剂无法协同提高电池循环性能和高温性能的缺陷和不足，提供一种负极添加剂。
[0006]本专利技术的目的在于提供一种负极材料。
[0007]本专利技术的又一目的在于提供一种负极极片。
[0008]本专利技术的又一目的在于提供一种锂离子二次电池。
[0009]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种负极添加剂，所述负极添加剂包括衍生自1,1
‑
二氟乙烯的结构单元，化合物结构式如式1：
[0011][0012]其中，0％≤n/(m+n)≤50％，重均分子量范围为500～15000，M为H、Li、Na、K中的一种或几种。
[0013]其中，需要说明的是：
[0014]本专利技术的负极添加剂包括衍生自1,1
‑
二氟乙烯的结构单元，为1,1
‑
二氟乙烯低聚合物，为双端含有羧基或羧酸盐的遥爪低聚物，中间的1,1
‑
二氟乙烯单元具有较好的电化学稳定性和锂离子电导率；六氟丙烯结构引入能够提高链段的柔性，进一步提高锂离子电导率。两端羧基或者羧酸盐能够提供亲水性，可以将低聚物分散到水性浆料中合浆，此外两端羧酸基团或者羧酸钠、羧酸钾在电解液中会被置换成羧酸锂，提高锂离子界面迁移率，降低内阻，提高循环性能。此外，添加剂为聚合物，能够在负极表面形成一层具有强度的膜，类似人造固态电解液膜，提高了界面稳定性，高温下抑制了负极界面的副反应，从而提高了电池的高温性能。
[0015]本专利技术的添加剂重均分子量检测参考如下方法：
[0016]共聚物的重均分子量由凝胶渗透色谱(GPC)测试所得，以聚甲基丙烯酸甲酯为标准换算，流动液为N,N
‑
二甲基乙酰胺(DMAc)。
[0017]在具体实施方式中，本专利技术的负极添加剂例如可以为：
[0018]HOOC
‑
(CH2CF2)m
‑
COOH，n/(m+n)＝0，重均分子量为5220,PDI为1.79、
[0019]LiOOC
‑
(CH2CF2)m
‑
COOLi，n/(m+n)＝0，重均分子量为5310,PDI为1.78、
[0020]NaOOC
‑
(CH2CF2)m
‑
COONa，n/(m+n)＝0，重均分子量为5340,PDI为1.82、
[0021]KOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
COOK，n/(m+n)＝0，重均分子量为5460,PDI为1.81、
[0022]LiOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
(CF2CF(CF3))
‑
COOLi,n/(m+n)＝45％，重均分子量为650,PDI为2.42、
[0023]LiOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
(CF2CF(CF3))
‑
COOLi,n/(m+n)＝22％，重均分子量为10300,PDI为2.25、
[0024]LiOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
(CF2CF(CF3))
‑
COOLi，n/(m+n)＝9％，重均分子量为14600,PDI为2.04。
[0025]本专利技术还具体保护一种负极材料，所述负极材料包括负极活性物质、导电剂、分散剂、粘接剂和添加剂，其中添加剂为上述负极添加剂。
[0026]其中，需要说明的是：
[0027]本专利技术的负极材料中包含了本专利技术的负极添加剂，负极添加剂分布在负极材料表面，可以形成包覆的保护膜作用，制备成锂离子电池后，负极添加剂处于负极和电解液的界面，提高了界面稳定性，减低的副反应，从而提高了锂离子电池的首效、循环性能和高温性能。
[0028]本专利技术的负极材料中的负极活性物质可以为本领域常规的负极活性物质，例如可以为石墨化碳材料、无定形碳材料、硅机材料中的一种或几种。
[0029]本专利技术的负极材料中的导电剂可以为本领域常规的导电剂，例如可以导电剂为炭黑、天然石墨、人造石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。
[0030]本专利技术的负极材料中的分散剂可以为本领域常规的分散剂，例如可以为羧甲基纤维钠、聚丙烯酸及其衍生物、海藻酸钠中的一种或几种。
[0031]本专利技术的负极材料中的粘接剂可以为本领域常规的粘接剂，例如可以为聚丙烯酸及其衍生物、丁苯乳液、丙烯酸酯乳液中的一种或几种。
[0032]在具体实施方式中，优选所述负极添加剂的质量含量为负极材料质量的0.1～5％。
[0033]进一步优选地，所述负极添加剂的含量为负极材料质量的1％。
[0034]通过控制负极材料中负极添加剂的质量含量不仅可以提升锂离子电池的循环性能和高温性能还可以进一步保证负极极片的剥离力，不会影响极片粘接力。
[0035]在具体实施方式中，本专利技术的负极活性物质质量含量可参考本领域的常规含量，优选为负极材料的90％～98％。
[0036]在具体实施方式中，本专利技术的粘接剂质量含量可参考本领域的常规含量，优选为负极材料质量的0.5～5.0％。
[0037]在具体实施方式中，本专利技术的导电剂质量含量可参考本领域的常规含量，优选为负极材料质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极添加剂，其特征在于，所述负极添加剂包括衍生自1,1
‑
二氟乙烯的结构单元，化合物结构式如式1：其中，0％≤n/(m+n)≤50％，重均分子量范围为500～15000，M为H、Li、Na、K中的一种或几种。2.如权利要求1所述负极添加剂，其特征在于，所述负极添加剂为：HOOC
‑
(CH2CF2)m
‑
COOH，n/(m+n)＝0，重均分子量为5220、LiOOC
‑
(CH2CF2)m
‑
COOLi，n/(m+n)＝0，重均分子量为5310、NaOOC
‑
(CH2CF2)m
‑
COONa，n/(m+n)＝0，重均分子量为5340、KOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
COOK，n/(m+n)＝0，重均分子量为5460、LiOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
(CF2CF(CF3))
‑
COOLi,n/(m+n)＝45％，重均分子量为650、LiOOC
‑
(CH2CF2)n
‑
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴静闻，郑炳发，杨华军，程堂剑，李洪伟，窦捷，胡小玲，
申请(专利权)人：广东省寓创电子有限公司，
类型：发明
国别省市：