锂离子电池及其负极极片制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池领域，提供一种锂离子电池负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及形成于所述集流体上的负极膜片，所述负极膜片由表面层和非表面层构成，所述表面层位于最远离集流体的一侧，所述非表面层由位于所述表面层与所述集流体之间的至少一层构成，所述表面层的层密度小于所述非表面层的层密度。层密度不同，使得各层对电解液的吸收能力和持续充电过程中由于离子扩散引起的极化带来了较大差异。层密度较小的表面层对电解液的吸收能力强，负极膜片的非表面层就浸润在表面层吸收的电解液中，在持续充电过程中有利于降低阳极表面极化的增加，从而降低表面析锂的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池领域，具体地说，涉及一种锂离子电池用负极极片以及包含该负极极片的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有高能量密度、高电压、低自放电率和重量轻等优点，因此被广泛应用于笔记本电脑、数码相机、手机、MP3等各种便携式移动电子设备中。随着便携式移动电子设备向小型化、多功能化的发展，人们对锂离子电池的能量密度要求越来越高。为了追求锂离子电池的高能量密度，高压实密度的负极极片以及相关的生产工艺被广泛应用。如中国专利CN101800333提出以碳材料为底层，无机材料为顶层的双层负极， 但是，由这种方法制得的负极极片由于压实密度过高，负极极片孔隙较少，大大减弱了负极极片对电解液的吸收能力，影响了锂离子电池的循环性能。在保持锂离子二次电池负极高能量密度情况下，需要改善负极极片对电解液吸收能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池用负极极片以及包含该负极极片的锂离子电池。为实现上述目的，本专利技术的内容如下—种锂离子电池用负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及形成于所述集流体上的负极膜片，所述负极膜片由表面层和非表面层构成，所述表面层位于最远离集流体的一侧，所述非表面层由位于所述表面层与所述集流体之间的至少一层构成，所述表面层的层密度小于所述非表面层的层密度。其中，所述负极膜片中含有负极活性物质；所述负极活性物质包括碳负极和非碳负极。所述碳负极包括石墨、硬碳和软碳，所述石墨包括人造石墨和天然石墨；所述非碳负极包括氮化物、硅基材料、锡基或钛的氧化物、新型合金等。其中，所述表面层的层密度为1.0 1.7克/立方厘米。其中，所述非表面层的层密度为1. 5 2. 0克/立方厘米。其中，所述负极膜片采用分层涂布的方式将所述非表面层和所述表面层依次涂布在所述负极集流体上。本专利技术还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包含上述的负极极片。本专利技术提供的一种锂离子电池负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及形成于所述集流体上的负极膜片，所述负极膜片由表面层和非表面层构成，所述表面层位于最远离集流体的一侧，所述非表面层由位于所述表面层与所述集流体之间的至少一层构成， 所述表面层的层密度小于所述非表面层的层密度。层密度不同，使得各层对电解液的吸收能力和持续充电过程中由于离子扩散引起的极化带米了较大差异。层密度较小的表面层对电解液的吸收能力强，负极膜片的非表面层就浸润在表面层吸收的电解液中，在持续充电过程中有利于降低阳极表面极化的增加，从而降低表面析锂的风险。从总体上大大增强负极膜片对电解液的吸收和饱液能力，降低了由于离子迁移引起极化带米的负面影响，改善了电池的循环性能和可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例中锂离子电池用负极极片的结构示意图。图2为本专利技术实施例中锂离子电池用负极极片横断面的SEM图。图3为本专利技术实施例1与对比例1制得的锂离子电池的循环测试曲线。具体实施例方式下面将结合附图以及实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然， 所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在没有做出任何创造性劳动前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术的保护范围。实施例1请参阅图1，图1是本专利技术实施例中锂离子电池用负极极片的结构示意图。负极集流体1是用于传输电荷进入或迁出负极膜片的良导体，属于本领域公知的可用于锂离子电池的负极集流体，例如铜等金属箔。形成于负极集流体1上的负极膜片由表面层3和非表面层2构成。表面层3位于最远离集流体的一侧，与非表面层2理论上存在一个接触面。 非表面层2位于表面层3与负极集流体1之间，由一层构成，同时与负极集流体1和表面层 3分别各存在一个接触面。其中，表面层3与非表面层2中都含有能够脱嵌锂离子的负极活性物质，所述负极活性物质包括但不限于石墨、硬碳、软碳、氮化物、硅基材料、锡基氧化物、钛基氧化物、合金材料等可用于锂离子二次电池的负极活性材料。在实施例中，表面层3含有负极活性材料 FSNC (行业内的商品标号)石墨，非表面层2含有负极活性材料MAGE (行业内的商品标号)石墨。另外，表面层3与非表面层2中还可以进一步含有能够起粘接作用的粘合剂，也可以进一步含有能够提高负极极片导电性的导电剂。在本专利技术中，表面层3或非表面层2的层密度是通过如下所述方式计算得到的非表面层2的层密度当非表面层为单层时，将涂布所用浆料称重得到浆料重量 M，将浆料涂布在负极集流体上形成具有一定涂覆面积的区域，面积为S，将浆料质量M除以浆料涂覆面积S即为层密度M/S ；当非表面层为两层或多层时，将涂布各层所用浆料分别称重得到浆料重量M1、M2、M3...，将浆料分层涂布在基材上形成具有多层结构的非表面层， 且各层涂覆面积均为S，将浆料总质量(M1+M2+M3+. ..Mn)除以浆料涂覆面积(nXS)即为层密度(M1+M2+M3+. . . Mn) / (η X S)。表面层3的层密度表面层为单层，将涂布所用负极浆料称重得到浆料重量Μ’，将浆料涂布在负极集流体上形成具有一定涂覆面积的区域，面积为S’，将负极浆料质量Μ’除以浆料涂覆面积S’即为层密度Μ’ /S’。在实施例中，按上述层密度的定义计算可得，含有负极活性材料石墨FSNC的负极膜片表面层3的层密度为1. 50克/立方厘米，含有负极活性材料石墨MAGE的负极膜片非表面层2的层密度为1. 72克/立方厘米。本专利技术中锂离子电池用负极极片采用所述分层涂布的方式主要包括如下步骤将浆料按公知的涂布方式涂布在基材表面，烘干后，形成具有一定柔韧性的极片；再以所得极片为基材将浆料涂布于覆盖有烘干浆料面的表层，烘干后，形成具有一定柔韧性的极片。多次重复上述步骤，即获得本专利技术锂离子电池用负极极片。负极极片的制备本专利技术实施例1中负极极片采用分层涂布的方式制得，具体制备过程包括如下步骤负极集流体的制备厚度为9微米电解铜箔非表面层的制备将负极活性物质MAGE石墨、羧甲基纤维素(CMC)、丁苯胶乳(SBR)按重量比 97.5% 1.5% 1.0%加入去离子水中混合并搅拌均勻，得到具有一定流动性的负极浆料，将制得的负极浆料均勻涂布在负极集流体的两面，烘干后形成非表面层。表面层的制备将负极活性物质FSNC石墨、导电碳粉(Super-P)、羧甲基纤维素(CMC)、丁苯胶乳 (SBR)按重量比95. 5% 1.5% 1.5% 1. 5%加入去离子水中混合并搅拌均勻，得到具有一定流动性的负极浆料，将该负极浆料均勻涂布在非表面层的表面，烘干后制得实施例中的锂离子电池用负极极片。包含该负极极片的锂离子电池的制备过程如下正极极片的制备将LiCoO2、导电碳粉(Super-P)、聚偏氟乙烯(PVDF)按重量比 97% 1.5% 1.5%加入到一定量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合并搅拌均勻，得到具有一定流动性的浆料，将制得的正极浆料均勻涂布在正极集流体厚度为14微米的铝箔上， 烘干后制成正极极片；负极极片的制备使用本实施例中锂离子电池用负极极片；电解液的制备将有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯 (EMC)按质量比EC DMC EMC = 3 5 2的比例混合；电解液用锂盐为LiPF6,浓度为 1. lm本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂离子电池用负极极片，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体以及形成于所述集流体上的负极膜片，所述负极膜片由表面层和非表面层构成，所述表面层位于最远离集流体的一侧，所述非表面层由位于所述表面层与所述集流体之间的至少一层构成，所述表面层的层密度小于所述非表面层的层密度。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用负极极片，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体以及形成于所述集流体上的负极膜片，所述负极膜片由表面层和非表面层构成，所述表面层位于最远离集流体的一侧，所述非表面层由位于所述表面层与所述集流体之间的至少一层构成， 所述表面层的层密度小于所述非表面层的层密度。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用负极极片，其特征在于，所述表...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁庆丰，卞春花，陈伟峰，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，东莞新能源电子科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44