一种锂离子电池负极材料及电池负极制作方法技术

一种锂离子电池负极材料及电池负极制作方法，负极材料由以下质量百分比含量组分组成：石墨94~98.5%、导电剂0~3%、粘结剂1.5~6%；粘结剂由质量比为1:（1~2）的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于0.2μm的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为6.5~7.5。本发明专利技术解决了负极片在铜箔上的附着力和均匀性差，导致电池的内阻较高和高温放电性能较差的问题，采用本发明专利技术的负极材料和方法制作锂离子电池负极电极片，不但提高了负极电极片的粘结强度，还有效改善了使用此负极电极制成的锂离子电池的内阻和高温循环放电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池领域，特别涉及。
技术介绍
锂离子电池从二十世纪九十年代初日本索尼公司专利技术以来得到了飞速发展，目前应用领域已从小电流用电器件扩大到大电流、高倍率使用领域，电池的高倍率、高容量、价廉和环保等发展趋势明显。对锂离子电池负极材料用粘结剂来说，由最初油性的PVDF (聚偏氟乙烯)溶解在N-甲基吡咯烷酮中使用到目前水性粘结剂CMC (羧甲基纤维素)和SBR(丁苯橡胶)等组合使用。但现有粘结剂在使用中存在如下问题导电碳材料在负极浆料中的分散性低，制成的负极片在铜箔上的附着力、粘结性和均匀性差，从而使电池的内阻较高和高温放电性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题，提供，以提高负极材料在铜箔上的附着力、降低锂离子电池的内阻并提高锂离子电池高温放电性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种锂离子电池负极材料，由以下质量百分比含量组分组成石墨94、8. 5%、导电剂(T3%、粘结剂1. 5飞％ ;其中，粘结剂由质量比为1: (T2)的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于0. 2 iim的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为6. 5^7. 5，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为广3%。本专利技术的进一步改进在于，所述锂离子电池负极材料由以下质量百分比含量组分组成石墨94 96%、导电剂I 3%、粘结剂3 4%。本专利技术的进一步改进在于，所述的丁苯橡胶的分子量为200000 300000，丁苯橡胶的PH值等于7，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为1. 5^2. 5%。本专利技术的进一步改进在于，所述的丁苯橡胶的粒径小于0. 09 um, pH值等于7，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为2. 5%。本专利技术的进一步改进在于，所述的导电剂为乙炔黑、导电炭黑或化学气相沉积碳纤维材料。本专利技术的进一步改进在于，所述导电剂为乙炔黑，所述的负极材料中石墨、乙炔黑、羧甲基纤维素和丁苯橡胶的质量比为94:2:1. 5:2. 5。一种电池负极的制作方法，包括以下步骤(I)将锂离子电池负极材料和水按照质量比为1:(广1. 2)混合，搅拌均匀，得到锂离子电池负极浆料；(2)将得到的负极浆料涂布在铜箔上，依次进行干燥、压片和切片，得到锂离子电池负极电极片。本专利技术的进一步改进在于，所述的搅拌为在常温下以IOOOrpm的搅拌速度搅拌4 小时。本专利技术的进一步改进在于，所述的干燥为在90°C干燥1. 5小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果本专利技术采用粒径小于O. 2 μ m，pH值为6. 5^7. 5的丁苯橡胶作为锂离子电池负极粘结剂的组份之一，且丁苯橡胶为粘结性能较好的苯乙烯共聚物。丁苯橡胶的粒径过大时不利于包含粘结剂的负极材料与铜箔的强力粘合，且不利于电池在高温领域保持电解质的化学稳定；丁苯橡胶的粒径越小能造成越多粘合点，就带来越优良的粘合性能；丁苯橡胶的 PH值过大或过小时会影响粘结剂中的亲水基团与负极材料中活性物质的键和力，并影响活物质与铜箔的粘结强度。采用本专利技术的负极材料及负极制作方法制成的电池负极的粘结强度明显增加，将电池负极制作成锂离子电池后，电池的内阻明显下降，且电池在60°C高温下 200次循环后放电容量仍保持较高的初始放电容量水平。本专利技术解决了负极片在铜箔上的附着力和均匀性差，导致制成的电池内阻较高和高温放电性能较差的问题，本专利技术不但提高了负极电极片的粘结强度，还有效改善了使用此负极电极片制成的锂离子电池的内阻和高温循环放电性能。附图说明图1为实施例8和对比例制作的电池负极的剥离强度图2为用实施例8和对比例制作的电池负极制成的电池的循环性能图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。 实施例1一种锂离子电池负极材料，包括质量百分比为94%的石墨、2%的乙炔黑和4%的粘结剂，粘结剂由质量比为1:1.67的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于O. 09 μ m的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为7，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为2. 5%，丁苯橡胶的分子量为250000，粘结剂中羧甲基纤维素在负极材料中的质量百分比为1. 5%ο实施例2一种锂离子电池负极材料，包括质量百分比为96%的石墨、1%的导电炭黑和3%的粘结剂，粘结剂由质量比为1:1的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于O. 2 μ m的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为6. 5，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为1. 5%，丁苯橡胶的分子量为300000，粘结剂中羧甲基纤维素在负极材料中的质量百分比为1. 5%ο实施例3一种锂离子电池负极材料，包括质量百分比为98. 5%的石墨和1. 5%的粘结剂，粘结剂由质量比为1:2的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于O. 15ym 的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为7，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为1%，丁苯橡胶的分子量为200000，粘结剂中羧甲基纤维素在负极材料中的质量百分比为0. 5%。实施例4一种锂离子电池负极材料，包括质量百分比为94%的石墨和6%的粘结剂，粘结剂由质量比为1:1的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于0. 12pm的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的PH值为7. 5，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为3%，丁苯橡胶的分子量为230000，粘结剂中羧甲基纤维素在负极材料中的质量百分比为3%。实施例5一种锂离子电池负极材料，包括质量百分比为94%的石墨、3%的化学气相沉积碳纤维材料和3%的粘结剂，粘结剂由质量比为1:2的羧甲基纤维素和丁苯橡 胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于0. 05 u m的苯乙烯共聚物,丁苯橡胶的pH值为7,且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为2%，丁苯橡胶的分子量为280000，粘结剂中羧甲基纤维素在负极材料中的质量百分比为1%。实施例6一种电池负极的制作方法，包括以下步骤(I)将实施例2的锂离子电池负极材料和水按照质量比为1:1. 2混合，在常温下以IOOOrpm的搅拌速度搅拌4小时，得到锂离子电池负极浆料；(2)将得到的负极浆料涂布在铜箔上，在90°C干燥1. 5小时进行干燥，然后用辊压机压片，模切机切片，得到锂离子电池负极电极片。实施例7一种电池负极的制作方法，包括以下步骤(I)将实施例3的锂离子电池负极材料和水按照质量比为1:1混合，在常温下以IOOOrpm的搅拌速度搅拌4小时,得到锂离子电池负极衆料；(2)将得到的负极浆料涂布在铜箔上，在90°C干燥1. 5小时进行干燥，然后用辊压机压片，模切机切片，得到锂离子电池负极电极片。实施例8一种电池负极的制作方法，包括以下步骤(I)将实施例1的锂离子电池负极材料和水按照质量比为1:1.1混合，在常温下以IOOOrpm的搅拌速度搅拌4小时，得到锂离子电池负极浆料；(2)将得到的负极浆料涂布在铜箔上，在90°C干燥1. 5小时进行干燥，然后用辊压机压片，模切机切片，得到长X宽X厚=lllmmX61mmX 138 Ii m的锂离子电池负极电极片。将实施例8制作的电池负极与对比例制作的电池负极分别测试其剥离强度。对比例中的锂离子电池负极材料与实施例1的组成相同，区别为丁苯橡胶的粒径大于0.3 ym，丁苯橡胶的PH值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极材料，其特征在于：由以下质量百分比含量组分组成：石墨94~98.5%、导电剂0~3%、粘结剂1.5~6%；其中，粘结剂由质量比为1:（1~2）的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中丁苯橡胶为粒径小于0.2μm的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为6.5~7.5，且丁苯橡胶在负极材料中的质量百分比为1~3%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高洪森，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：