负极极片、其制备方法及锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种负极极片、其制备方法及锂离子电池。负极极片的制备方法包括：将负极浆料涂布在集流体的一侧表面，得到含负极浆料层的集流体，负极浆料包括导电剂、负极活性物质、粘结剂和溶剂；对含负极浆料层的集流体进行尖端放电，以使负极活性物质与导电剂沿电场方向排布，干燥处理后得到负极极片。采用上述方法不仅能够提升电池的导电性和能量密度及倍率性能，还能够不增加原料与配方的成本。还能够不增加原料与配方的成本。还能够不增加原料与配方的成本。

【技术实现步骤摘要】
负极极片、其制备方法及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池制造领域，具体而言，涉及一种负极极片、其制备方法及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池负极也决定了电池性能的优劣，石墨负极是目前研究最多的材料，其储量大、成本低，并且具有规则的分层结构，可以进行锂离子的脱嵌反应。目前提高电池的倍率性能和导电性通常需要添加石墨烯或者大量碳纳米管，这样生产成本高，且活性物质占比下降，导致最终的能量密度低。
[0003]鉴于上述问题的存在，需要开发一种在不增加原料与配方成本基础上即可实现电池的高导电性、高能量密度的负极极片的制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种负极极片、其制备方法及锂离子电池，以解决现有方法制得的负极极片无法同时满足倍率性好、导电性优异和能量密度高的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种负极极片的制备方法，负极极片的制备方法包括：将负极浆料涂布在集流体的一侧表面，得到含负极浆料层的集流体，负极浆料包括导电剂、负极活性物质、粘结剂和溶剂；对含负极浆料层的集流体进行尖端放电，以使负极活性物质与导电剂沿电场方向排布，干燥处理后得到负极极片。
[0006]进一步地，尖端放电的过程中，环境的相对湿度为20～70％，击穿电压为5000～18000V/cm，频率为0.2～3Hz。
[0007]进一步地，尖端放电的过程中，环境的相对湿度为35～60％，击穿电压为8000～12000V/cm，频率为0.5～2Hz。
[0008]进一步地，尖端放电的过程中，放电尖端与含负极浆料层的集流体之间的距离为0.5～10mm。
[0009]进一步地，放电尖端与含负极浆料层的集流体之间的距离为0.5～7mm。
[0010]进一步地，负极浆料包括导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂及溶剂，其中负极活性物质选自天然石墨、人造石墨和复合石墨组成的组中的一种或多种。
[0011]进一步地，导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂及溶剂的重量比为(0.5～5):(90～98):(0.4～3):(0.5～3):(0.8～1.5)。
[0012]进一步地，干燥处理的温度为40～80℃，处理时间为0.5～5min。
[0013]本申请的第二方面还提供了一种负极极片，包括集流体和设置在集流体上的负极浆料层，负极极片由上述负极极片的制备方法制得。
[0014]本申请的第三方面还提供了一种锂离子电池，锂离子电池包含上述负极极片。
[0015]应用本专利技术的技术方案，负极浆料涂布在集流体的一侧表面，以在集流体的表面形成负极浆料层；由于金属材质的集流体和负极活性材料均具有良好的导电性，因而相比
于其他电场作用，将其进行尖端放电能够使负极浆料层中的导电剂和负极活性物质形成特殊的排列结构。经过干燥处理后上述结构能够固化定型。采用上述方法不仅能够提升电池的导电性和能量密度及倍率性能，还能够不增加原料与配方的成本。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1为负极涂布剖面示意图；
[0018]图2为负极涂布在电场中的剖面示意图。
[0019]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0020]10、导电剂；20、负极活性物质；30、粘结剂；40、导电集流体；50、放电尖端装置。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]正如
技术介绍
所描述的，现有方法制得的负极极片无法同时满足倍率性好、导电性优异和能量密度高的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种负极极片的制备方法，负极极片的制备方法包括：将负极浆料涂布在集流体的一侧表面，得到含负极浆料层的集流体，负极浆料包括导电剂、负极活性物质、粘结剂和溶剂；对含负极浆料层的集流体进行尖端放电，以使负极活性物质与导电剂沿电场方向排布，干燥处理后得到负极极片。
[0023]负极浆料涂布在集流体的一侧表面，以在集流体的表面形成负极浆料层；由于金属材质的集流体和负极活性材料均具有良好的导电性，因而相比于其他电场作用，将其进行尖端放电能够使负极浆料层中的导电剂和负极活性物质形成特殊的排列结构。经过干燥处理后上述结构能够固化定型。采用上述方法不仅能够提升负极极片的导电性和能量密度及倍率性能，还能够不增加原料与配方的成本。
[0024]图1为负极涂布剖面示意图，负极浆料由导电剂10(小颗粒导电炭黑等)、负极活性物质20(天然石墨、人造石墨或者复合石墨等)和粘结剂30及溶剂混合得到，然后均匀涂覆在导电集流体40的表面。导电集流体40带着浆料进入涂布机的烘箱中进行烘烤定型，同时去除溶剂。从图1中可以看到，导电物质在施加电场前杂乱无章地分布在活性物质之间，层状结构的石墨颗粒在电击前也排列不规则，这样电子传输能力相对较弱。
[0025]图2负极涂布在电场中的剖面示意图。负极浆料由导电剂10(小颗粒导电炭黑等)、负极活性物质20(天然石墨、人造石墨或者复合石墨等)、粘结剂30和可选的增稠剂及有机溶剂混合得到，然后均匀涂覆在导电集流体40的表面。导电集流体40的下方可以布置放电探针，探针尖端对准集流体，另一端连接发电装置。尖端与集流体间隙可根据实际需要调节，保证涂布有浆料的集流体不被放电尖端装置50划坏即可。放电尖端装置50可以在导电集流体40的左右也就可设置在导电集流体40的中部位置。在涂布机运行的同时，在集流体表面的浆料中的导电组分会随着电场的施加而转向，沿着电场方向排布，在集流体上排布好的浆料离开电场，再进入到烘箱中烘烤定型，这样处理后的极片导电性能明显提高，组装电池后倍率性能相应提高。
[0026]通过尖端放电可以使负极浆料层的内部形成特别的导电结构。在一种优选的实施例中，尖端放电的过程中，环境的相对湿度为20～70％，击穿电压为5000～18000V/cm，频率为0.2～3Hz。尖端放电的过程中的击穿电压和频率包括但不限于上述范围，在放电尖端与负极浆料层的距离一定的情况下，将其限定在上述范围内有利于进一步提高上述负极浆料层中导电结构的排列整齐性，从而有利于进一步提高负极极片的导电性、能量密度及倍率性能。环境的相对湿度可选为20％、30％、40％、50％、60％、70％，击穿电压为5000～18000V/cm，频率为0.2～3Hz。为了进一步提升负极极片的综合性能，更优选地，上述尖端放电的过程中，环境的相对湿度为35～60％，击穿电压为8000～12000V/cm，频率为0.5～2Hz。
[0027]放电尖端与含负极浆料层的集流体之间的距离也会影响尖端放电的过程中获得的导电结构。在一种优选的实施例中，尖端放电的过程中，放电尖端与含负极浆料层的集流体之间的距离本文档来自技高网...

【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，所述负极极片的制备方法包括：将负极浆料涂布在集流体的一侧表面，得到含负极浆料层的集流体，所述负极浆料包括导电剂、负极活性物质、粘结剂和溶剂；对含负极浆料层的集流体进行尖端放电，以使所述负极活性物质与所述导电剂沿电场方向排布，干燥处理后得到所述负极极片。2.根据权利要求1所述的负极极片的制备方法，其特征在于，所述尖端放电的过程中，环境的相对湿度为20～70％，击穿电压为5000～18000V/cm，频率为0.2～3Hz。3.根据权利要求2所述的负极极片的制备方法，其特征在于，所述尖端放电的过程中，环境的相对湿度为35～60％，击穿电压为8000～12000V/cm，频率为0.5～2Hz。4.根据权利要求2或3所述的负极极片的制备方法，其特征在于，所述尖端放电的过程中，放电尖端与所述含负极浆料层的集流体之间的距离为0.5～10mm。5.根据权利要求4所述的负极极片的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王占洲，蒋易晟，张昊阳，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：