一种高比能量锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107039633A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201710181864.1(22)申请日2017.03.24(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司地址212300江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工业区A区(72)发明人丁建民(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/058(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高比能量锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池(57)摘要本发明属于锂离子电池制备领域，一种高比能量锂离子电池复合负极极片，复合负极极片呈现层状结构，由内向外依次为网状铜箔集流体（1）、涂覆在网状集流体表面的活性物质层（2）、网状预涂锂层（3）及喷涂于最外层的保护层（4），其特征在于：所述的网状铜箔集流体（1）的孔隙率为40～60%，网孔形状为圆形或菱形，厚度为10～30μm。本发明，其制备出的负极极片应用于锂离子电池具有具备加工性能佳、倍率性能高、能量密度高等优点，并应用于纯电动汽车。CN107039633ACN107039633A权利要求书1/1页1.一种高比能量锂离子电池复合负极极片，复合负极极片呈现层状结构，由内向外依次为网状铜箔集流体（1）、涂覆在网状集流体表面的活性物质层（2）、网状预涂锂层（3）及喷涂于最外层的保护层（4），其特征在于：所述的网状铜箔集流体（1）的孔隙率为40～60%，网孔形状为圆形或菱形，厚度为10～30μm。2.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子电池复合负极极片，其特征在于：所述的活性物质层（2）由活性物质、导电剂、粘结剂组成，其质量比为，活性物质：导电剂：粘结剂=90～95：1～5：1～5；其中导电剂为碳纳米管、石墨烯、超级炭黑中的一种，粘结剂为LA132或海藻酸钠中的一种；活性物质为硅碳负极、硬碳、软碳中的一种。3.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子电池复合负极极片，其特征在于：所述的网状预涂锂层（3）是由网格状锂片组成，其孔隙率为70～90%，网状形状为正方形型；厚度为0.1～10mm。4.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子电池复合负极极片，其特征在于：所述的保护层是（4）由40～80%的高分子聚合物和20～60%功能性物质组成。5.根据权利要求4所述的一种高比能量锂离子电池复合负极极片，其特征在于：所述的高分子聚合物为聚亚烷基碳酸酯、聚亚烷基氧化物、聚烷基硅氧烷、聚丙烯酸烷基酯和聚甲基丙烯酸烷基酯中的一种。6.根据权利要求4所述的一种高比能量锂离子电池复合负极极片，其特征在于：所述的功能性物质为三聚腈胺焦磷酸盐、多聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺多聚磷酸酯、三苯基磷、苯基磷二酰胺、二苯基磷中的一种。7.一种如权利要求1所述的高比能量锂离子电池复合负极极片应用于锂离子电池的制备方法，以重量份计，其特征在于：包括以下步骤：1）、称取1～5g粘结剂溶于150g二次蒸馏水分散均匀后，添加1～5g导电剂再分散均匀后，添加90～95g活性物质并高速分散均匀后得到活性物质浆料A，以备用；2）、称取40～80g的高分子聚合物溶于500ml四氯化碳中分散均匀后添加20～60g功能性物质并超声分散均匀后得到保护液B，以备用；3）、将活性物质浆料A通过高精度涂布机涂覆于网状铜箔表面，干燥完毕后，得到极卷C；采用辊压机进行预加热，加热到80～150℃，并将网格状锂片和极卷C通过辊压机，将网格状锂片压制于极卷C的中间表面，干燥完毕后得到极卷D；最后通过喷涂技术将保护液B喷涂于极卷D表面，干燥完毕后得到极卷E，分切后得到负极极片。4）、采用上述步骤制备出的负极极片和陶瓷隔膜、三元材料正极极片，采用卷绕机制备出卷绕电芯，经过焊接、干燥、注液、化成定容制得锂离子电池。2CN107039633A说明书1/5页一种高比能量锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池技术领域[0001]本发明属于锂离子电池制备领域，具体地说是一种高比能量锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池。背景技术[0002]随着电动汽车以及数码电子的快速发展，需要更大容量、更耐用的锂离子电池应用于电动汽车及其电子产品领域。目前商业化的电动汽车电池的能量密度约为130Wh/kg，循环次数约为2000次，一般行驶里程为100～200公里，导致电动汽车难以实现普及；因此研发更高能量密度、更长循环寿命的动力电池显得非常必要。而目前提高动力电池的密度主要有：1）采用高容量、高压实的正负极材料，比如三元材料、NCA、高镍三元材料、硅碳负极；2）采用高压电解液；3）采用更薄的铜铝箔集流体；4）引入最新的补锂技术，提高材料的克容量发挥及其首次效率，从而可以明显提高锂离子电池