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一种锂离子电池负极及其制备方法


技术摘要:
本发明公开了一种锂离子电池负极及其制备方法,包括负极活性材料、导电添加剂、粘合剂、缓冲高分子。所述负极活性材料为人造石墨、硬碳材料、硅碳材料中的一种。所述导电添加剂为石墨。所述粘合剂为CMC SBR、酚醛树脂、顺丁橡胶、天然橡胶、PVDF、PTFE中的一种或多种。  全部
背景技术:
随着化石能源的不断消耗,勘探速度补充不上,使得不可能再生能源的可用储量 变得越来越少,加上温室效应等环境问题,对于新能源的需求越来越迫切。自从索尼公司生 产第一颗锂离子电池开始,锂离子电池就以其高能量密度长循环寿命一直处于迅猛发展 中。智能手机要求电池高能量密度的同时,对于快充、发热都有较高的要求,且由于手机越 来越薄,也要求电池在使用过程中不能产生大的膨胀,减少空间设计的难度。在动力电池包 中,由于模组的长度和安装位置固定,体积和尺寸变化,直接导致电芯受到的压力的变化。 压力的剧烈变化,引起隔膜挤压变薄,孔径变大,容易产生穿刺,也引起活性材料破裂和脱 落,降低循环寿命和安全性。现有技术从负极材料本身和粘合剂两方面进行了改进,比如使 用二次颗粒来增加各向同性,然而使用二次颗粒会导致能量密度降低。201910652172.X在 粘合剂中加入成膜加剂2-5%,来提高负极片与电解液的相容性,从而使负极表面的SEI膜 更加致密稳定,以此提高锂离子电池的循环性能和安全性能。专利201410809881.1公布了 一种用高分子材料在负极材料球体外部形成一个壳层的方法来改善。专利201610494441.0 采用分子量500-2000万的粘合剂和分子量为1000-2000万的增稠剂来降低锂离子电池的循 环膨胀,减轻pack的设计压力。专利201510407798.6则选用导电高分子作为粘合剂来提供 负极活性材料充放电膨胀需要的高粘合力。现有技术都没有从PACK水平上来考虑电芯尺寸 和电芯压力的设计。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极,包括负极活性材料、导电添加剂、粘 合剂、缓冲高分子。 优选的,所述负极活性材料为人造石墨、硬碳材料、硅碳材料中的一种。 优选的,所述导电添加剂为石墨。 优选的,所述粘合剂为CMC SBR、酚醛树脂、顺丁橡胶、天然橡胶、PVDF、PTFE中的一 种或多种。 优选的,所述缓冲高分子为高弹性橡胶,如硅橡胶。 本发明还提供了一种锂离子电池负极的制备方法,包括如下步骤: S1:锂离子电池负极各个原料的比例确定,具体如下: (1)选定负极活性材料; (2)根据倍率性能选定导电添加剂份数; (3)根据循环寿命要求选定粘合剂的种类和份数; (4)测定根据上述步骤组方的负极的充放电循环最大体积和最小体积; (5)根据上一步中最大体积和最小体积的差值,乘以1.2为缓冲高弹性橡胶的添加 3 CN 111584835 A 说 明 书 2/3 页 体积; S2:将增稠剂CMC溶于去离子水中获得混合溶液A备用; S3:将SBR乳液溶于S2所获得的溶液A中,获得混合溶液B; S4:向获得的混合溶液B中加入导电添加剂,搅拌20分钟,备用; S5:将负极活性材料加入到S4中的搅拌后备用的溶液中,进行搅拌20-50分钟; S6:将S5中搅拌后的溶液在高速分散设备中进行高速分散30-60分钟; S7:向S6中高速分散后的溶液中加入缓冲高分子乳液,充分乳化,备用; S8:将S7中的乳化后的浆料涂布于集流体上,进行烘干、碾压、收卷直至完成锂离 子电池负极的制作。 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明使用高弹性材料作为负极循环体 积变化的缓冲,保持负极压力和体积稳,保持电芯体积稳定,延长循环寿命。保持隔膜压力 稳定,提高安全性能。 附图说明 图1为锂离子电池负极设计流程图。
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