电化学装置及电子装置的制作方法

1.本技术涉及储能领域，特别是涉及一种电化学装置及电子装置。


背景技术：

2.电化学装置具有能量密度高、工作电压高、重量轻等特性，故广泛应用于手机、笔记本电脑、相机等电子产品。在提升电化学装置的电化学性能的同时，其安全性能也不容忽视。随着对电子产品性能要求的提高，对电化学装置的性能要求也逐步提升。
3.研究发现，负极活性物质作为电化学装置的重要组成部分，负极活性物质的性能尤其是其导电性能对电化学装置具有显著影响，因此，负极活性物质导电性能的提升是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种电化学装置及电子装置，旨在通过提高负极活性物质的导电性能从而提升电化学装置的电化学性能。
5.第一方面，本技术实施例提出了一种电化学装置，该电化学装置包括负极极片，负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性物质和复合分散剂，复合分散剂包括含有羧基阴离子的聚合物和硅酸盐，羧基阴离子和硅酸盐的阳离子用于在处于溶液状态时并于静电作用下缔合复合分散剂的胶膜离子电导率为6
×
10-2
ms/cm至10
×
10-2
ms/cm。
6.在一些实施例中，含有羧基阴离子的聚合物包括羧甲基纤维素盐和/或羟丙基甲基纤维素盐。
7.在一些实施例中，含有羧基阴离子的聚合物的相对分子量为40万～至 100万。
8.在一些实施例中，硅酸盐的阳离子包括铵根离子、锂离子、钠离子和钾离子中的一种或多种。
9.在一些实施例中，硅酸盐和含有羧基阴离子的聚合物的质量比为 (0.025：1)～(0.3：1)。
10.在一些实施例中，复合分散剂的粘度为20000mpa
·
s至50000mpa
·
s。
11.在一些实施例中，基于负极活性物质层的质量，复合分散剂的质量百分含量为0.6％至1.5％。
12.在一些实施例中，复合分散剂的不溶胶数量为10ea/(7.5
×
7.5cm2)至 50ea/(7.5
×
7.5cm2)。
13.在一些实施例中，负极极片的离子电阻为15mω至20mω。
14.第二方面，本技术实施例提出了一种电子装置，其包括本技术第一方面任一实施例的电化学装置。
15.本技术实施例的复合分散剂包括含有羧基阴离子的聚合物和硅酸盐，羧基阴离子和硅酸盐中的阳离子通过静电作用相互缔合，能够形成交联网络结构，从而可以提升复合
分散剂的粘度，在保证形成负极活性物质层的负极浆料稳定性的基础上，可以降低复合分散剂在负极活性物质层中的使用量，负极活性物质的使用量相应增加，从而能够提高电化学装置的电化学性能。此外，复合分散剂的胶膜离子电导率为6
×
10-2
ms/cm至10
×
10-2
ms/cm，复合分散剂的导电性相对较好，从而能够进一步提升负极活性物质层的导电性能，进一步提高电化学装置的电化学性能，尤其是电化学装置的低温放电特性和快充能力得到显著改善。
具体实施方式
16.本技术的实施例将会被详细的描示在下文中。本技术的实施例不应该被解释为对本技术的限制。
17.另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。
18.在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的一者或多者”、“中的一个或多个”、“中的一种或多种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目a及b，那么短语“a及b中的至少一者”意味着仅a；仅b；或a及b。在另一实例中，如果列出项目a、b及c，那么短语“a、b及c中的至少一者”意味着仅 a；或仅b；仅c；a及b(排除c)；a及c(排除b)；b及c(排除a)；或 a、b及c的全部。项目a可包含单个元件或多个元件。项目b可包含单个元件或多个元件。项目c可包含单个元件或多个元件。
19.本技术实施例提供了一种电化学装置，该电化学装置包括负极极片。负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性物质和复合分散剂，复合分散剂包括含有羧基阴离子的聚合物和硅酸盐，复合分散剂的胶膜离子电导率为6
×
10-2
ms/cm至 10
×
10-2
ms/cm。
20.[负极极片]
[0021]
负极活性物质层包括负极活性物质和复合分散剂，其中，负极活性物质是负极活性物质层中的核心组分，其在充放电过程中参与电化学反应。复合分散剂用于将负极活性物质均匀分散。
[0022]
负极集流体上设置有负极活性物质层，能够将负极活性物质层所产生的电流汇集输出，并能够将电流输入至负极活性物质层。负极集流体包括沿其自身厚度方向彼此相对的两个表面，两个表面上可以均设置负极活性物质层，当然也可以仅在两个表面中的其中一个表面上设置负极活性物质层。
[0023]
本技术实施例的复合分散剂包括含有羧基阴离子的聚合物和硅酸盐，羧基阴离子和硅酸盐中的阳离子通过静电作用相互缔合，能够形成交联网络结构，从而可以提升复合分散剂的粘度，在保证形成负极活性物质层的负极浆料稳定性的基础上，可以降低复合分散剂在负极活性物质层中的使用量，负极活性物质的使用量相应增加，从而能够提高电化学装置的电化学性能。此外，复合分散剂的胶膜离子电导率为6
×
10-2
ms/cm至10
×
10-2
ms/cm，复合分散剂的导电性相对较好，从而能够进一步提升负极活性物质层的导电性能，进一步提高电化学装置的电化学性能，尤其是电化学装置的低温放电特性和快充能力得到显著改善。
[0024]
在一些实施例中，含有羧基阴离子的聚合物包括羧甲基纤维素盐和/或羟丙基甲基纤维素盐。此类含有羧基阴离子的聚合物，自身具有一定的黏度，可以提高负极活性物质和负极集流体之间的结合强度；并且在与硅酸盐中的阳离子缔合后，能够进一步提升复合分散剂的黏度，从而相应减少负极活性物质层中的负极活性物质的使用量。
[0025]
作为羧甲基纤维素盐的示例，羧甲基纤维素盐可以包括羧甲基纤维素锂cmc-li和/或羧甲基纤维素钠cmc-na。
[0026]
作为羟丙基甲基纤维素盐的示例，羟丙基甲基纤维素盐包括羟丙基甲基纤维素锂hpmc-li和/或羟丙基甲基纤维素钠hpmc-na。
[0027]
在一些实施例中，含有羧基阴离子的聚合物的相对分子量为40万至 100万；进一步地，聚合物的相对分子量为50万～70万。含有羧基阴离子的聚合物的相对分子量满足上述范围时，其自身的黏度较高，可以相应地降低负极活性物质层中的负极活性物质的使用量。
[0028]
在一些实施例中，硅酸盐的阳离子包括铵根离子、锂离子、钠离子和钾离子中的一种或多种。上述阳离子的来源方便，且有利于与羧基阴离子进行缔合形成交联网络结构，从而提升复合分散剂的黏度。
[0029]
在一些实施例中，硅酸盐和含有羧基阴离子的聚合物的质量比为 (0.025：1)～(0.3：1)。示例性地，硅酸盐和含有羧基阴离子的聚合物的质量比可以为(0.025：1)、(0.05：1)、(0.1：1)、(0.15：1)、 (0.2：1)或(0.3：1)。
[0030]
硅酸盐和含有羧基阴离子的聚合物的质量比满足上述范围时，含有羧基阴离子和硅酸盐的阳离子能够充分进行缔合，从而显著提升复合分散剂的粘度；并且复合分散剂的不溶胶的数量相对较少，从而使得形成负极活性物质层的负极浆料的流变性较好，形成的负极活性物质层厚度均匀，表面平齐，且负极活性物质层的各处性能均一。
[0031]
在一些实施例中，复合分散剂的粘度为20000mpa
·
s至50000mpa
·
s。复合分散剂的粘度相对较高，其自身所包含的不溶胶的数量相对较少，可以提高形成负极活性物质层的负极浆料的涂布性能；并且可以相应地进一步提高负极活性物质层中的负极活性物质的使用量，从而进一步提升负极活性物质层的电性能，进而提高电化学装置的低温放电特性和快充能力。
[0032]
在一些实施例中，基于负极活性物质层的质量，复合分散剂的质量百分含量为0.6％至1.5％。复合分散剂的使用量相对较低，可以相应地提高负极活性物质的使用量，从而进一步提升负极活性物质层的电性能，进而提高电化学装置的低温放电特性和快充能力。在添加上述含量范围的复合分散剂的基础上，形成负极活性物质层的浆料仍可以保持稳定性，并进行均匀涂布。
[0033]
在一些实施例中，复合分散剂的不溶胶数量为10ea/(7.5
×
7.5cm2) 至50ea/(7.5
×
7.5cm2)。复合分散剂中的不溶胶的数量相对较少，有利于进一步提高形成负极活性物质层的负极浆料的流变性较好，形成的负极活性物质层厚度均匀，表面平齐，且负极活性物质层的各处性能均一。
[0034]
在一些实施例中，负极极片的离子电阻为15mω至20mω。负极极片的离子电阻相对较低，有利于提高负极极片的电性能，从而进一步提高电化学装置的低温放电特性和快充能力。
[0035]
在一些实施例中，负极极片的结构为本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极极片的结构。
[0036]
在一些实施例中，负极集流体为金属，例如但不限于铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、包覆有导电金属的聚合物基板或它们的组合。
[0037]
在一些实施例中，负极活性物质可选用本领域技术公知的各种可被用作电化学装置的负极活性物质的能够可逆地嵌入、脱嵌活性离子的传统公知的物质或能够可逆地掺杂、脱掺杂活性离子的传统公知的物质。负极活性物质包含锂金属、锂金属合金、碳材料、能够掺杂/脱掺杂锂的材料或过渡金属氧化物中的至少一种。在一些实施例中，碳材料可选用本领域技术公知的各种可被用作电化学装置的碳基负极活性物质的碳材料。在一些实施例中，碳材料包含结晶碳、非晶碳中的至少一种。在一些实施例中，结晶碳为天然石墨或人造石墨。在一些实施例中，结晶碳的形状为无定形、板形、小片形、球形或纤维形。在一些实施例中，结晶碳为低结晶碳或高结晶碳。在一些实施例中，低结晶碳包含软碳、硬碳中的至少一种。在一些实施例中，高结晶碳包含天然石墨、结晶石墨、热解碳、中间相沥青基碳纤维、中间相碳微珠、中间相沥青、高温锻烧炭中的至少一种。
[0038]
在一些实施例中，高温锻烧炭为石油或衍生自煤焦油沥青的焦炭。在一些实施例中，非晶碳包含软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、烧制焦炭中的至少一种。在一些实施例中，负极活性物质包含过渡金属氧化物。在一些实施例中，过渡金属氧化物包含氧化钒、氧化锂钒中的至少一种。在一些实施例中，负极活性物质包含si、siox(0《x《2)、si/c复合物、si-q合金、sn、snoz、sn-c复合物、sn-r合金中的至少一种，其中，q选自碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡元素、稀土元素中的至少一种且q不为si，r选自碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡元素、稀土元素中的至少一种且r不为sn。在一些实施例中，q和r包含mg、ca、sr、ba、ra、sc、y、ti、zr、hf、rf、v、nb、ta、db、 cr、mo、w、sg、tc、re、bh、fe、pb、ru、os、hs、rh、ir、pd、pt、 cu、ag、au、zn、cd、b、al、ga、sn、in、tl、ge、p、as、sb、bi、 s、se、te、po中的至少一种。
[0039]
在一些实施例中，负极活性物质层还包含负极粘结剂和负极导电剂。在一些实施例中，负极粘结剂包含二氟乙烯一六氟丙烯共聚物(pvdf-co
‑ꢀ
hfp)，聚偏二氟乙烯、聚丙烯睛、聚甲基丙烯酸甲醋、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙中的至少一种。在一些实施例中，负极导电剂用于为电极提供导电性，其可以包括任何导电的材料，只要它不引起化学变化即可。在一些实施例中，负极导电剂包含碳基材料、金属基材料、导电聚合物中的任意一种或它们的混合物。在一些实施例中，碳基材料包含天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维中的至少一种。在一些实施例中，金属基材料包含铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维中的至少一种。在一些实施例中，导电聚合物包含聚亚苯基衍生物。
[0040]
在一些实施例中，负极极片的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极的制备方法。在一些实施例中，在负极浆料的制备中，通常加入溶剂，负极活性物质加入粘结剂和复合分散剂并根据需要加入导电材料后溶解或分散于溶剂中制成负极浆料。溶剂在干燥过程中挥发去除。溶剂是本领域公知的可被用作负极活性物质层的溶剂，溶剂例如但不限于水。
[0041]
本技术对于负极活性物质层中的负极活性物质、复合分散剂、粘合剂的混合比例没有特别的限制，可以根据期望的电化学装置性能控制其混合比例。示例性地，人造石墨、复合分散剂和粘结剂的质量比为 (90％～99％)：(0.6％～1.5％)：(0.8％～2％)。
[0042]
[正极极片]
[0043]
本技术实施例的电化学装置还可以包括正极极片。正极极片是本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极极片。在一些实施例中，正极极片包含正极集流体以及正极活性物质层。正极活性物质层设置于正极集流体的表面上。正极活性物质层包含正极活性物质。
[0044]
在一些实施例中，正极极片的结构为本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极极片的结构。
[0045]
在一些实施例中，正极集流体为金属，金属例如但不限于铝箔。
[0046]
正极活性物质可选用本领域技术公知的各种可被用作电化学装置的正极活性物质的能够可逆地嵌入、脱嵌活性离子的传统公知的物质。
[0047]
在一些实施例中，正极活性物质包含锂以及从钴、锰和镍中选择的至少一种的复合氧化物。具体地讲，可以使用下面的化合物：使用licoo2、 linio2、limno2、limn2o4、li(niacobmnc)o2(0《a《1，0《b《1，0《c《1， a+b+c＝1)、limn2o4lini
1-y
coyo2、lico
l-y
mnyo2、lini
l-y
mnyo2(0《y《1)、li (niamnbcoc)04(0《a《2，0《b《2，0《c《2，a+b+c＝2)、limn
2-z
nizo4、limn
2-z
cozo4(0《z《2)、li(niacobalc)o2(0《a《1，0《b《1，0《c《1，a+b+c＝1)、 licopo4和lifepo4中的至少一种或两种以上的混合物。在一些实施例中，正极活性物质还包含硫化物、硒化物和卤化物中的至少一种。
[0048]
在一些实施例中，正极活性物质层还包含正极粘结剂和正极导电剂。正极粘结剂用于改善正极活性物质颗粒彼此间以及正极活性物质颗粒与集流体的粘结性能。在一些实施例中，正极粘结剂包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙中的至少一种。正极导电剂用于为电极提供导电性，其可以包括任何导电的材料，只要它不引起化学变化即可。在一些实施例中，正极导电剂天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、金属粉、金属纤维、聚亚苯基衍生物中的至少一种。在一些实施例中，金属粉、金属纤维中的金属包括铜、镍、铝、银中的至少一种。
[0049]
在一些实施例中，正极极片的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极极片的制备方法。在一些实施例中，在正极浆料的制备中，通常加入溶剂，正极活性物质加入粘结剂并根据需要加入导电材料和增稠剂后溶解或分散于溶剂中制成正极浆料。溶剂在干燥过程中挥发去除。溶剂是本领域公知的可被用作正极活性物质层的溶剂，溶剂例如但不限于 n-甲基吡咯烷酮(nmp)。
[0050]
[隔离膜]
[0051]
本技术实施例的电化学装置还可以包括隔离膜，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，以隔开正极极片和负极极片，以降低负极和正极直接接触的风险。负极、隔离膜和正极具有多种结构形式，例如，负极、隔离膜和正极依次层叠设置为叠片式结构，或者，负极、隔离膜和正极卷绕形成卷绕式结构。
[0052]
隔离膜是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜，例如但不限于聚烯烃类微多孔膜。在一些实施例中，隔离膜包含聚乙烯(pe)、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯(pp)、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚、乙烯
‑ꢀ
甲基丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。
[0053]
在一些实施例中，隔离膜为单层隔离膜或多层隔离膜。
[0054]
在一些实施例中，隔离膜上涂覆有涂层。在一些实施例中，涂层包含有机涂层和无机涂层中的至少一种，其中，有机涂层选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种，无机涂层选自sio2、al2o3、cao、tio2、zno2、 mgo、zro2、sno2中至少一种。
[0055]
本技术对隔离膜的形态和厚度没有特别的限制。隔离膜的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜的制备方法。
[0056]
[电解液]
[0057]
本技术实施例的电化学装置还可以包括电解液。本技术的电解液中含有电解质盐。电解质盐是本领域技术公知的适用于电化学装置的电解质盐。针对不同的电化学装置，可以选用合适的电解质盐。例如对于锂离子电池，电解质盐通常使用锂盐。
[0058]
在一些实施例中，锂盐包括或选自有机锂盐和无机锂盐中的至少一种。
[0059]
在一些实施例中，锂盐包括或选自六氟磷酸锂(lipf6)、六氟锑酸锂 (lisbf6)、六氟砷酸锂(liasf6)、全氟丁基磺酸锂(lic4f9so3)、高氯酸锂(liclo4)、铝酸锂(lialo2)、四氯铝酸锂(lialcl4)、双氟磺酰亚胺锂(lin(c
xf2x+1
so2)(c
yf2y+1
so2)，其中x和y是自然数)、氯化锂 (licl)或氟化锂(lif)中的至少一种。在一些实施例中，本技术的电解液中的锂盐的质量百分含量为10wt％至15wt％，例如可以为10％、11％、 12％、13％、14％、15％或为其间的任意范围。
[0060]
本技术的电解液中还可以含有非水有机溶剂，在一些实施例中，非水有机溶剂包含碳酸酯、羧酸酯、醚化合物、砜化合物或其他非质子溶剂中至少一种。在一些实施例中，非水有机溶剂的质量百分含量为21％至90％，例如可以为21％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90或为其间的任意范围。
[0061]
在一些实施例中，碳酸酯溶剂包含碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯中的至少一种。
[0062]
在一些实施例中，羧酸酯溶剂包含乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸丁酯、γ-丁内酯、戊内酯、丁内酯中至少一种。
[0063]
在一些实施例中，醚化合物溶剂包含乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二丁醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环中至少一种。
[0064]
在一些实施例中，砜化合物包含乙基乙烯基砜、甲基异丙基砜、异丙基仲丁基砜、环丁砜中至少一种。
[0065]
电解液中非水有机溶剂，可以使用单非水有机溶剂，也可以使用多种非水有机溶
剂混合，当使用混合溶剂时，可以根据期望的电化学装置性能进行控制混合比。
[0066]
本技术的电解液中还可以含有功能性添加剂，例如成膜添加剂、正极成膜添加剂。成膜添加剂可以在负极极片和/或正极极片的表面形成界面膜，从而防护负极极片和/或正极极片。在一些实施例中，成膜添加剂可以为多腈类添加剂、磺酸酯类添加剂等。
[0067]
基于同一发明构思，本技术还提供了一种电子装置。
[0068]
本技术的电子装置是任何电子装置，例如但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携cd机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池、锂离子电容器。注意的是，本技术的电化学装置除了适用于上述例举的电子装置外，还适用于储能电站、海运运载工具、空运运载工具。空运运载装置包含在大气层内的空运运载装置和大气层外的空运运载装置。
[0069]
在一些实施例中，电子装置包含本技术前述的电化学装置。
[0070]
下面以锂离子电池为例并且结合对比例及实施例对本技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此。本领域的技术人员将理解，本技术中描述的制备方法仅是示范实施例，凡是对本技术技术方案进行修改或者同替换，而不脱离本技术技术方案的范围，均应涵盖在本技术的保护范围中。
[0071]
在下述实施例、对比例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得或合成获得。
[0072]
实施例1至13、对比例1和2
[0073]
锂离子电池的制备
[0074]
(1)正极极片的制备
[0075]
将正极活性物质钴酸锂(licoo2)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯pvdf按照质量比96:2:2进行混合，加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上；将铝箔烘干，然后经过冷压、裁片、分切后，在真空条件下干燥，得到正极极片。
[0076]
(2)负极极片的制备
[0077]
将负极活性物质人造石墨和分散剂的总质量、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)按照质量比96:2:2进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上；将铜箔烘干，然后经过冷压、裁片、分切后，在真空条件下干燥，得到负极极片。其中，基于负极活性物质层的质量计，分散剂的质量百分含量参阅表1。
[0078]
对比例的分散剂采用羧甲基纤维素锂溶液，其具体制备过程如下：将 1份分子量为50万左右的羧甲基纤维素锂粉末分散于399份去离子水中，使用公转20rpm，自转1000rpm的双行星搅拌机搅拌4h，得到透明cmc 分散剂溶液。
[0079]
实施例的分散剂采用复合分散剂，其具体制备过程如下：将含有羧基阴离子的聚合物分散于去离子水中，使用公转20rpm，自转1000rpm的双行星搅拌机搅拌4h，得到透明羧甲基纤维素锂分散剂溶液。
[0080]
将硅酸盐粉末分散于去离子水中，使用公转20rpm，自转1000rpm的双行星搅拌机搅拌0.5h，得到透明硅酸盐溶液。
[0081]
将以上硅酸盐溶液加入含有羧基阴离子的聚合物溶液中，使用公转 20rpm，自转1000rpm的双行星搅拌机搅拌1h，得到复合分散剂溶液， 30000～50000mpas。其中，复合分散剂溶液的原料和各原料的含量如表1 所示。
[0082]
表1实施例和对比例的各组分和相关参数
[0083][0084]
(3)电解液制备
[0085]
在干燥的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)和碳酸二乙酯(dec)按照质量比为1：1：1进行混合，溶解并充分搅拌后加入锂盐lipf6，混合均匀后获得电解液。其中，lipf6的浓度为1.00mol/l。
[0086]
(4)隔离膜的制备
[0087]
采用单面涂陶瓷和双面涂水性偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物作为隔离膜。
[0088]
(5)锂离子电池的制备
[0089]
将正极、隔离膜、负极按顺序叠好，使隔离膜处于正极、负极之间起到隔离的作用，然后卷绕，焊接极耳后得到裸电芯，将裸电芯置于外包装箔铝塑膜中，注入上述制备好的电解液，经过真空封装、静置、化成、整形、容量测试等工序，获得软包锂离子电池。
[0090]
性能测试：
[0091]
1、负极浆料稳定性
[0092]
取负极浆料于常温环境下放置于容器中，24h或48h后用铁片或刮刀刮取容器底部的负极浆料，然后垂直铁片或刮刀，让上面的负极浆料可以自然流动，如有成团负极浆料残留在铁片或刮刀不能正常留下，则负极浆料沉降，否则负极浆料无沉降。
[0093]
2、含有羧基阴离子的聚合物分子量测试
[0094]
配置1％的cmc溶液，将cmc溶液打入凝胶色谱(gpc)，得到 cmc数均分子量和分子量分布曲线。
[0095]
3、含有羧基阴离子的聚合物粘度测试
[0096]
配制1％cmc水溶液，用博勒飞dv1粘度计，设置转速为12转，选定复合量程的转子，将转子浸入溶液，启动测试，读出粘度数值。
[0097]
4、复合分散剂的不溶胶测试
[0098]
配制1％复合分散剂水溶液，将复合分散剂水溶液用刮刀刮到聚酯pet 膜(7.5
×
7.5cm2)上，将以上pet膜置于偏光显微镜下拍照测试，得到不溶胶数量和分布曲线。
[0099]
5、复合分散剂的离子电导率
[0100]
采用模具将复合分散剂形成厚度均匀的胶膜，组装不锈钢片ss/薄膜/ 不锈钢片ss电池，胶膜夹在两个不诱钢片电极之间，使用电化学工作站进行测试，扫描频率范围为1hz至105hz，得到电化学阻抗谱eis曲线，离子电导率采用以下公式计算：σ＝d/(rb
×
s)。
[0101]
6、负极极片的离子电阻
[0102]
准备好铝塑膜包装袋、负极极片、隔离膜、电解液，用模具将负极极片冲成23
×
35mm，将负极极片、隔离膜、pocket在手套箱中组装成对称电池，滴入两滴电解液，密封。将如上对称电池放在充放电测试通道上测试。
[0103]
7、h/l(0.2c-20℃3.4v)放电率
[0104]
将锂离子电池充满电，然后在25℃恒温箱中0.2c放电至3.4v，记录容量q1；然后在-20℃高低温箱中0.2c放电至3.4v，记录初始容量为q2。 h/l(0.2c-20℃3.4v)放电率为：(q
1-q2)/q1*100％。
[0105]
8、1.5c@12℃放电测试(析锂测试)
[0106]
将锂离子电池放电，然后在25℃恒温箱中1.5c充电至满电，然后0.5c 放电至3.0v，重复1.5c充电，0.5c放电共9cls，1.5c充电至满电，拆解界面，拍照观察析锂情况。
[0107]
9、1.0c@0℃放电测试(析锂测试)
[0108]
将锂离子电池放电，然后在0℃高低温箱中1.0c充电至满电，然后 0.5c放电至3.0v，重复1.0c充电，0.5c放电共9cls，1.5c充电至满电，拆解界面，拍照观察析锂情况。
[0109]
10、25℃循环500cls容量保持率
[0110]
将初始锂离子电池充放电1cls，记录初始容量为q1。将继续充放电 500cls，记录500cls容量为q2。其25℃循环500cls容量保持率为(q
1-q2) /q1*100％
[0111]
性能测试结果：
[0112]
表2实施例和对比例的性能测试结果
[0113][0114]
由表2可知，对比例1和对比例2的分散剂中均未添加硅酸盐溶液，其分散剂的使用量相对较多，其放电率相对较小，且电化学装置在放电过程中会有轻微析锂现象，会造成锂的损失，从而可能恶化锂离子电池的性能。
[0115]
相较于对比例1和对比例2，实施例1至实施例13均在分散剂中添加了硅酸盐溶液，硅酸盐溶液能够和cmc中的羧基阴离子发生缔合，从而产生交联网状结构，提高分散剂的粘度，可以降低分散剂的使用量，相应地，可以提高负极活性物质的使用量，从而提高锂离子电池的放电率。此外，实施例1至实施例13的负极浆料的涂布性能较好，能够形成均一性能的负极极片，从而可以显著改善锂离子电池的性能。
[0116]
实施例1至实施例5中，硅酸盐与cmc的质量比满足(0.025：1) ～(0.3：1)，在符合上述质量比范围内的分散剂，其包含的不溶胶的相对较少；且分散剂中包含的不溶胶的数量随着质量比的增加而减少，从而改善负极浆料的流变性，其涂布性能得到显著改善。
[0117]
实施例1和实施例6采用不同的硅酸盐，均能够改善分散剂的粘度，从而提高负极活性物质层的性能。
[0118]
由实施例7至实施例10可以看出，cmc的分子量越高，其自身的粘度越高，可以提高负极活性物质层和负极集流体之间的结合力。
[0119]
实施例1、实施例7和实施例11至实施例13中，随着复合分散剂的使用量的减少，锂离子电池的放电率能够得到显著改善。
[0120]
实施例1和实施例13采用不同的cmc，均能够改善分散剂的粘度，从而提高负极活性物质层的性能。
[0121]
虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述，但在不脱离本技术的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。