锂离子电池负极片及其制备方法
【专利摘要】一种锂离子电池负极片，包括集流体、形成于所述集流体表面的导电层、形成于所述导电层表面的扩散层及形成于所述扩散层表面的活性层；所述导电层的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂；所述扩散层的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂，所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂的质量比为5~50:30~85:5~20；所述活性层的材料包括活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。上述锂离子电池负极片的能降低锂离子电池的内阻。本发明还提供一种锂离子电池负极片的制备方法。
【专利说明】锂离子电池负极片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池是目前比能量最高的一种便携式化学电源，它具有电压高、比能量大、放电电压平稳、低温性能好、安全性能优以及贮存和工作寿命长等优点。随着电子和信息产业的快速发展，移动通讯、数字处理机、便携式计算机得到了广泛应用，空间技术的发展和国防装备的需求以及电动汽车的研制和开发对化学电源特别是高能二次电池的需求迅速增长，锂离子电池的研究与应用也越来越得到重视。
[0003]提高锂离子电池的功率性能是目前锂离子电池推广应用的研究热点。提高锂离子电池的功率性能的其中一种手段就是降低锂离子电池的内阻。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种可降低锂离子电池的内阻的锂离子电池负极片及其制备方法。
[0005]一种锂离子电池负极片，包括集流体、形成于所述集流体表面的导电层、形成于所述导电层表面的扩散层及形成于所述扩散层表面的活性层；所述导电层的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂；所述扩散层的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂，所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂的质量比为5飞0:30-85:5~20 ;所述活性层的材料包括活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。
[0006]在其中一个实施例中，所述导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述导电层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种；所述导电层导电剂与所述导电层粘结剂的质量比为92~95:5~8。
[0007]在其中一个实施例中，所述扩散层负极活性材料选自娃碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述扩散层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述扩散层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
[0008]在其中一个实施例中，所述活性层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述活性层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
[0009]在其中一个实施例中，所述导电层的厚度为3μM-10μM;所述扩散层的厚度为3 μ M-20 μ m ;所述活性层的厚度为50 μM-300 μ m。[0010]一种锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤:
[0011]在表面形成有导电层的集流体的表面涂覆制备扩散层，所述导电层的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂，所述扩散层的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂，所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂的质量比为5~50:30~85:5~20 ;及
[0012]在所述扩散层的表面涂覆制备活性层，所述活性层的材料包括活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90-96:2~5:2~5。 [0013]在其中一个实施例中，所述导电层由涂覆制备，具体包括以下步骤:将所述导电层导电剂与所述导电层粘结剂加入溶剂中形成导电层浆料，将所述导电层浆料涂覆在所述集流体表面后干燥形成所述导电层；其中，所述导电层导电剂与所述导电层粘结剂的质量比为92、5:5~8，所述导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种；所述导电层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中，在表面形成有导电层的集流体的表面涂覆制备所述扩散层时，将所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂加入溶剂中形成扩散层浆料，将所述扩散层浆料涂覆在所述导电层的表面后干燥形成所述扩散层；所述扩散层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述扩散层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述扩散层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
[0015]在其中一个实施例中，在所述扩散层的表面涂覆制备所述活性层时，将所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂加入溶剂中形成活性层浆料，将所述活性层浆料涂覆在所述扩散层的表面后干燥形成所述活性层；所述活性层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述活性层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
[0016]在其中一个实施例中，所述导电层的厚度为3μML10μπι;所述扩散层的厚度为3 μ ML20 μ m ;所述活性层的厚度为50 μ ML300 μ m。
[0017]上述锂离子电池负极片及其制备方法，通过在导电层及活性层之间设置扩散层，能够提高锂离子电池负极片的导电性，降低使用该锂离子电池负极片的锂离子电池的内阻。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为一实施方式的锂离子电池负极片的结构示意图；
[0019]图2为一实施方式的锂离子电池负极片的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对锂离子电池负极片及其制备方法进一步阐明。
[0021]请参阅图1，一实施方式的锂离子电池负极片100包括集流体10、形成于集流体10表面的导电层30、形成于导电层30表面的扩散层50及形成于扩散层50表面的活性层70。
[0022]本实施方式中，集流体10为铜箔。集流体10大体为片状。集流体10具有第一表面12及与第一表面12相对的第二表面14。
[0023]优选的，集流体10的厚度为6 μ m~10 μ m。
[0024]导电层30形成于集流体10的两个相对的表面，即导电层30共有两层，其中一层导电层30形成于第一表面12,另一层导电层30形成于第二表面14。导电层30的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂。
[0025]优选的，导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种。
[0026]优选的，导电层粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
[0027]优选的，导电层导电剂与导电层粘结剂的质量比为92、5:5~8。
[0028]优选的，导电层30的厚度为3 μm~10 μ m。需要说明的是，两层导电层30的厚度可以相同也可以不同。
[0029]扩散层50共有两层,其中一层扩散层50形成于其中一层导电层30的表面，另一层扩散层50形成于另一层导电层30的表面。扩散层50的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂。扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂的质量比为5~50:30~85:5~20。
[0030]优选的，扩散层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种。锡合金可以为任何不与锂发生反应的金属与锡组成的合金。硬炭即石墨化碳，可由高分子聚合物在1000°c左右热分解得到。
[0031]优选的，扩散层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种。
[0032]优选的，扩散层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种(PVDF)。
[0033]优选的，扩散层50的厚度为3 μ m~20 μ m。需要说明的是，两层扩散层50的厚度可以相同也可以不同。
[0034]活性层70共有两层，其中一层活性层70形成于其中一层扩散层50的表面，另一层活性层70形成于另一层扩散层50的表面。活性层70的材料活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂。活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。
[0035]优选的，活性层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种。
[0036]优选的，活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种。
[0037]优选的，活性层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种(PVDF)。
[0038]优选的，活性层70的厚度为50 μm~300 μ m。需要说明的是，两层活性层70的厚度可以相同也可以不同。[0039]需要说明的是，导电层导电剂、扩散层导电剂及活性层导电剂可以相同也可以不同；扩散层负极活性材料及活性层负极活性材料可以相同也可以不同。
[0040]上述锂离子电池负极片100，通过在导电层30及活性层70之间设置扩散层50，导电层30起传导电子的作用，扩散层50同时起传导电子和储能的作用，而活性层70起储能的作用，扩散层50可以在导电层30及活性层70之间起协调作用，能够提高锂离子电池负极片100的导电性，降低使用该锂离子电池负极片100的锂离子电池的内阻。
[0041]请同时参阅图2，一实施例的锂离子电池负极片100的制备方法，其包括以下步骤:
[0042]步骤SI 10、在集流体10表面涂敷制备导电层30。
[0043]本实施方式中，集流体10为铜箔。集流体10大体为片状。集流体10具有第一表面12及与第一表面12相对的第二表面14。
[0044]优选的，集流体10的厚度为6 μ π ?Ο μ m。
[0045]优选的，集流体10在使用前进行预处理，预处理包括:先用丙酮清洗，以除去其表面的油污；再把清洗后的铜箔放入0.5mol/L^lmol/L的NaOH溶液中进行浸泡30S，以除去其上的氧化铜薄膜，然后用去离子水冲洗，在烘箱中60°C干燥6小时~12小时。
[0046]导电层30形成于集流体10的两个相对的表面，即导电层30共有两层，其中一层导电层30形成于第一表面12,另一层导电层30形成于第二表面14。导电层30的材料包括导电层导电剂及导电层粘结 剂。
[0047]涂覆制备导电层30时，将导电层导电剂与导电层粘结剂加入溶剂中形成导电层浆料，将导电层浆料涂覆在集流体10表面后干燥形成导电层30。本实施方式中，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0048]优选的，导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种。
[0049]优选的，导电层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种(PVDF)。
[0050]优选的，导电层导电剂与导电层粘结剂的质量比为92、5:5~8。
[0051]优选的，干燥的温度为80°C ^lOO0C ;干燥的时间为6小时~12小时。
[0052]优选的，导电层浆料中溶剂的质量浓度为10%~30%。
[0053]优选的，导电层30的厚度为3 μ π ?Ο μ m。
[0054]需要说明的是，步骤SllO可以省略，此时可以直接购买表面形成有导电层的集流体进行后续步骤。
[0055]步骤S120、在导电层30的表面涂敷制备扩散层50。
[0056]扩散层50共有两层，其中一层扩散层50形成于其中一层导电层30的表面，另一层扩散层50形成于另一层导电层30的表面。扩散层50的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂。扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂的质量比为5~50:30~85:5~20。
[0057]涂覆制备扩散层50时，将扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂加入溶剂中形成扩散层浆料，将扩散层浆料涂覆在导电层30的表面后干燥形成扩散层50。本实施方式中，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。[0058]优选的，扩散层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种。
[0059]优选的，扩散层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种。
[0060]优选的，扩散层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种(PVDF)。
[0061]优选的，干燥的温度为80°C~lOO0C ;干燥的时间为6小时~12小时。
[0062]优选的，扩散层浆料中溶剂的质量浓度为10%~30%。
[0063]优选的,扩散层50的厚度为3 μm~20 μ m。
[0064]步骤S130、在扩散层50表面涂覆制备活性层70。
[0065]活性层70共有两层，其中一层活性层70形成于其中一层扩散层50的表面，另一层活性层70形成于另一层扩散层50的表面。活性层70的材料活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂。活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。
[0066]涂覆制备活性层70时，将活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂加入溶剂中形成活性层浆料，将活性层浆料涂覆在扩散层50的表面后干燥形成活性层70。本实施方式中，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0067]优选的，活性层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种。
[0068]优选的，活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super PLi导电碳黑中的至少一种。
[0069]优选的，活性层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种(PVDF)。
[0070]优选的，干燥的温度为80°C ^lOO0C ;干燥的时间为6小时~12小时。
[0071]优选的，扩散层浆料中溶剂的质量浓度为10%~30%。
[0072]优选的，活性层70的厚度为50 μm~300 μ m。
[0073]需要说明的是，导电层导电剂、扩散层导电剂及活性层导电剂可以相同也可以不同；扩散层负极活性材料及活性层负极活性材料可以相同也可以不同。
[0074]上述锂离子电池负极片制备方法，工艺简单，制备的锂离子电池负极片的能有效的降低锂离子电池的内阻。
[0075]以下结合具体实施例对本发明提供的锂离子电池负极片的制备方法进行详细说明。
[0076]实施例1
[0077](1)铜箔的预处理:将6μm铜箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的铜箔放入0.5mol/L的NaOH溶液中进行浸泡，时间为30S，以除去其上的氧化铜薄膜，然后用去离子水冲洗，在烘箱中60°C干燥6h。
[0078](2)导电层的涂覆:按照质量百分比，将92%乙炔黑、8%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在一面铜箔上，涂覆厚度为3 μ m厚，然后将其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在铜箔的另一面采用同样的工序涂覆导电层，其中NMP溶剂占总浆料重量的10%。
[0079](3)扩散层的涂覆:按照质量百分比，将5%的负极材料硅碳负极、85%导电剂乙炔黑、10%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在导电层上，涂覆厚度为3 μ m厚，然后将其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在导电层的另一面采用同样的工序涂覆扩散层，其中NMP溶剂占总浆料重量的10%。
[0080](4)活性层的涂覆:按照质量百分比,将90%的负极活性材料硅碳负极、5%导电剂乙炔黑、5%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在扩散层上，涂覆厚度为50 μ m厚，然后将其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在扩散层的另一面采用同样的工序涂覆活性层，其中NMP溶剂占总浆料重量的10%。
[0081]实施例2
[0082](I)铜箔的预处理:将10 μ m铜箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的铜箔放入lmol/L的NaOH溶液中进行浸泡，时间为30S，以除去其上的氧化铜薄膜，然后用去离子水冲洗，在烘箱中60°C干燥12h。
[0083](2)导电层的涂覆:按照质量百分比，将95%碳纳米管、5%的聚乙烯醇粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在一面铜箔上，涂覆厚度为10 μ m厚，然后将其放入烘箱，在100°C干燥6h，然后再在铜箔的另一面采用同样的工序涂覆导电层，其中NMP溶剂占总浆料重量的30%。
[0084](3)扩散层的涂覆:按照质量百分比，将15%的负极材料锡合金、70%导电剂碳纳米管、15%的聚乙烯醇粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在导电层上，涂覆厚度为10 μ m厚，然后将其放入烘箱，在100°C干燥6h，然后再在导电层的另一面采用同样的工序涂覆扩散层，其中NMP溶剂占总浆料重量的30%。
[0085](4)活性层的涂覆:按照质量百分比，将96%的负极活性材料锡合金、2%导电剂碳纳米管、2%的聚乙烯醇粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在扩散层上，涂覆厚度为300 μ m厚，然后将其放入烘箱，在100°C干燥6h，然后再在扩散层的另一面采用同样的工序涂覆活性层，其中NMP溶剂占总浆料重量的30%。
[0086]实施例3
[0087](I)铜箔的预处理:将8μπι铜箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的铜箔放入0.7mol/L的NaOH溶液中进行浸泡，时间为30S，以除去其上的氧化铜薄膜，然后用去离子水冲洗，在烘箱中60°C干燥8h。
[0088](2)导电层的涂覆:按照质量百分比，将93%导电炭纤维、7%的聚四氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在一面铜箔上，涂覆厚度为5 μ m厚，然后将其放入烘箱，在90°C干燥8h，然后再在铜箔的另一面采用同样的工序涂覆导电层，其中NMP溶剂占总浆料重量的20%。
[0089](3)扩散层的涂覆:按照质量百分比，将50%的负极材料石墨、30%导电剂导电炭纤维、20%的聚四氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在导电层上，涂覆厚度为5 μ m厚，然后将其放入烘箱，在90°C干燥8h，然后再在导电层的另一面采用同样的工序涂覆扩散层，其中NMP溶剂占总浆料重量的25%。
[0090](4)活性层的涂覆:按照质量百分比，将92%的负极活性材料石墨、4%导电剂导电炭纤维、4%的聚四氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在扩散层上，涂覆厚度为150 μ m厚，然后将其放入烘箱，在90°C干燥8h，然后再在扩散层的另一面采用同样的工序涂覆活性层，其中NMP溶剂占总浆料重量的20%。
[0091]实施例4
[0092](I)铜箔的预处理:将9μπι铜箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的铜箔放入0.8mol/L的NaOH溶液中进行浸泡，时间为30S，以除去其上的氧化铜薄膜，然后用去离子水冲洗，在烘箱中60°C干燥10h。
[0093](2)导电层的涂覆:按照质量百分比,将94%Super P Li导电碳黑、6%的羧甲基纤维素钠粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在一面铜箔上，涂覆厚度为8 μ m厚，然后将其放入烘箱，在95°C干燥10h，然后再在铜箔的另一面采用同样的工序涂覆导电层，其中NMP溶剂占总浆料重量的25%。
[0094](3)扩散层的涂覆:按照质量百分比，将35%的负极材料硬炭、60%导电剂Super PLi导电碳黑、5%的羧甲基纤维素钠粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在导电层上，涂覆厚度为8 μ m厚，然后将其放入烘箱，在85°C干燥10h，然后再在导电层的另一面采用同样的工序涂覆扩散层，其中NMP溶剂占总浆料重量的30%。
[0095](4 )活性层的涂覆:按照质量百分比，将94%的负极活性材料硬炭、3%导电剂SuperP Li导电碳黑、3%的羧甲基纤维素钠粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在扩散层上，涂覆厚度为200 μ m厚，然后将其放入烘箱，在85°C干燥10h，然后再在扩散层的另一面采用同样的工序涂覆活性层，其中NMP溶剂占总浆料重量的25%。
[0096]实施例5
[0097]( I)扩散层的涂覆:按照质量百分比，将6%的负极材料硅碳负极、80%导电剂乙炔黑、14%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在涂覆铜箔上，涂覆厚度为5 μ m厚，然后将其放入烘箱，在90°C干燥10h，然后再在涂覆铜箔的另一面采用同样的工序涂覆扩散层，其中NMP溶剂占总浆料重量的25%。
[0098](2)活性层的涂覆:按照质量百分比，将94%的负极活性材料硅碳负极、3%导电剂乙炔黑、3%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在扩散层上，涂覆厚度为150 μ m厚，然后将其放入烘箱，在100°C干燥12h，然后再在扩散层的另一面采用同样的工序涂覆活性层，其中NMP溶剂占总浆料重量的25%。
[0099]对比例
[0100](I)铜箔的预处理:将6μπι铜箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的铜箔放入0.5mol/L的NaOH溶液中进行浸泡，时间为30S，以除去其上的氧化铜薄膜，然后用去离子水冲洗，在烘箱中60°C干燥6h。
[0101](2)导电层的涂覆:按照质量百分比，将92%乙炔黑、8%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在一面铜箔上，涂覆厚度为3 μ m厚，然后将其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在铜箔的另一面采用同样的工序涂覆导电层，其中NMP溶剂占总浆料重量的10%。
[0102](3)活性层的涂覆:按照质量百分比，将90%的负极活性材料硅碳负极、5%导电剂乙炔黑、5%的聚偏氟乙烯粘结剂加入NMP溶剂中，搅拌均匀配置成浆料，将浆料均匀地涂覆在导电层上，涂覆厚度为50 μ m厚，然后将其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在导电层的另一面采用同样的工序涂覆活性层，其中NMP溶剂占总浆料重量的10%。[0103]以钴酸锂为正极，电解液由LiPF6溶于碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)形成，其中LiPF6的浓度为lmol/L，将实施例1飞及对比例制备的锂离子电池负极片作为锂离子电池的负极，锂离子电池组装好静置24小时后在室温下采用电池内阻测试仪测试内阻，结果见下表。循环容量测试在电化学工作站上测试，测试条件采用IC的电流密度测试，电压范围0~2.7V。
【权利要求】
1.一种锂离子电池负极片，其特征在于，包括集流体、形成于所述集流体表面的导电层、形成于所述导电层表面的扩散层及形成于所述扩散层表面的活性层；所述导电层的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂；所述扩散层的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂，所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂的质量比为5飞0:30-85:5~20 ;所述活性层的材料包括活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述导电层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种；所述导电层导电剂与所述导电层粘结剂的质量比为92、5:5~8。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述扩散层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述扩散层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述扩散层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述活性层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述活性层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
5.根据权利要求 1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述导电层的厚度为3 μ π ?Ο μ m ;所述扩散层的厚度为3 μ π 20 μ m ;所述活性层的厚度为50 μ π 300 μ m。
6.一种锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 在表面形成有导电层的集流体的表面涂覆制备扩散层，所述导电层的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂，所述扩散层的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂，所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂的质量比为5~50:30~85:5~20 ;及 在所述扩散层的表面涂覆制备活性层，所述活性层的材料包括活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90-96:2~5:2~5。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，所述导电层由涂覆制备，具体包括以下步骤:将所述导电层导电剂与所述导电层粘结剂加入溶剂中形成导电层浆料，将所述导电层浆料涂覆在所述集流体表面后干燥形成所述导电层；其中，所述导电层导电剂与所述导电层粘结剂的质量比为92~95:5~8，所述导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述导电层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于:在表面形成有导电层的集流体的表面涂覆制备所述扩散层时，将所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂加入溶剂中形成扩散层浆料，将所述扩散层浆料涂覆在所述导电层的表面后干燥形成所述扩散层；所述扩散层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述扩散层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述扩散层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于:在所述扩散层的表面涂覆制备所述活性层时，将所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂加入溶剂中形成活性层浆料，将所述活性层浆料涂覆在所述扩散层的表面后干燥形成所述活性层；所述活性层负极活性材料选自硅碳复合材料、锡合金、石墨及硬炭中的至少一种；所述活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、乙炔炭黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述活性层粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
10.根据权利要求6所述的锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于:所述导电层的厚度为3 μm~lΟ μ m;所述扩散层的厚度为3 μ m~20 μ m;所述活性层的厚度为.50 μ m~300 μ m。
【文档编号】H01M4/62GK103779570SQ201210407657
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月23日 优先权日:2012年10月23日
【发明者】周明杰, 钟玲珑, 王要兵 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司