专利名称：一种锂离子电池负极极片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极极片。
背景技术：
负极极片是锂离子电池的重要组成部件，锂离子电池制造时，通过在负极极片表面涂覆负极材料作为锂离子电池负极。充电时，锂离子电池两极的电势迫使正极材料中释出锂离子并嵌入到负极材料中；放电时，锂离子则从负极材料中析出重新与正极材料结合，锂离子在正负极材料之间的移动产生电流。负极极片虽不能决定锂离子电池的容量，但负极极片的结构却能影响负极容纳锂离子的能力，同时负极极片结构设计需考虑防止金属锂析出以避免出现内部短路和防止充电过程多余的锂离子在负极沉积并形成锂枝晶，因此负极极片对锂离子电池的安全性能影响较大。另外，由于负极极片结构不同与锂离子和负极材料的结合能力有关，影响锂离子电池的自放电率，进而影响锂离子电池的电量保持能力。因此，负极极片结构设计是否合理间接影响着锂离子电池的性能。现有负极极片多由集流体、与集流体连接的极耳以及涂覆在集流体表面的负极材料层构成。该种结构的负极极片因仅有单层活性材料层，负极容纳锂离子的能力有限，不利于防止金属锂析出和防止充电过程多余的锂离子在负极沉积并形成锂枝晶，从而难以有效提高锂离子电池的安全性能。并且单层活性材料层限制了锂离子和负极材料的结合能力，无法有效降低锂离子电池的自放电率，使锂离子电池的电量保持能力降低。
发明内容基于此，本实用新型的目的在于提供一种能够有效防止金属锂析出和防止充电过程多余的锂离子在负极沉积并形成锂枝晶的锂离子电池负极极片。本实用新型的上述目的通过如下方案予以实现:一种锂离子电池负极极片，包括集流体、与集流体连接的极耳和涂覆在集流体表面的负极材料层，所述负极材料层包括涂覆在集流体表面的负极内涂层和涂覆在负极内涂层表面的负极外涂层。本实用新型的锂离子电池负极极片通过在集流体表面涂覆负极内涂层，并在负极内涂层表面涂覆负极外涂层。在集流体表面形成双层活性层。这种具有双层活性层的锂离子电池负极极片结构，能够有效防止充电过程多余的Li+在负极沉积并形成锂枝晶，且充电过程从正极脱出的大量Li+嵌入到负极内涂层内部或表面，剩余的少量Li+与上层的负极外涂层结合，因此本锂离子电池负极极片能够有效防止金属锂析出，有效降低锂离子电池的自放电率，提高锂离子电池的电量保持能力，同时提高锂离子电池的安全性能。上述极耳为镍质金属片。所述镍质金属片与所述集流体焊接。上述集流体优选为铜箔。.上述负极内涂层、负极外涂层为能够可逆的结合锂离子以及锂金属的氮化物材料层、PAS材料层、锡基氧化物材料层、锡基复合氧化材料层、锡合金材料层、碳素材料层或纳米负极材料层中的一种，例如天然石墨层、人造石墨层、碳纤维层、中间相碳微球层、软碳层或者硬碳层。优选地，负极外涂层为能够可逆的潜入和脱出锂离子以及锂金属的锡基氧化物材料层、锡合金材料层或纳米负极材料层中的一种。其中锡基氧化物材料层可为包括氧化亚锡层、氧化锡层及两者的复合氧化物层中的一种。锡基复合氧化材料层可为SnO-P2O5层或ZnO-SnO2层。作为更进一步的优选，负极外涂层优选石墨材料层，负极内涂层优选碳纳米管材料层。本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果:本实用新型的锂离子电池负极极片通过在集流体表面涂覆负极内涂层，并在负极内涂层表面涂覆负极外涂层。在集流体表面形成双层活性层。这种具有双层活性层的锂离子电池负极极片结构，能够有效防止充电过程多余的Li+在负极沉积并形成锂枝晶，且充电过程从正极脱出的大量Li+嵌入到负极内涂层内部或表面，剩余的少量Li+与上层的负极外涂层结合，因此本锂离子电池负极极片能够有效防止金属锂析出，有效降低锂离子电池的自放电率，提高锂离子电池的电量保持能力，同时提高锂离子电池的安全性能。
图1是本实用新型实施例1的锂离子电池负极极片结构示意图。
具体实施方式
实施例1 参照图1，一种锂离子电池负极极片，包括集流体1、与集流体连接的极耳2和涂覆在集流体表面的负极材料层，所述负极材料层包括涂覆在集流体表面的负极内涂层31和涂覆在负极内涂层表面的负极外涂层32。本实施例中，上述极耳为镍质金属片，镍质金属片与所述集流体焊接。在本实施例中，上述集流体优选为铜箔。本实施例中，负极外涂层为石墨材料层，负极内涂层为碳纳米管材料层。本实施例的锂离子电池负极极片通过在集流体表面涂覆碳纳米管材料层，并在碳纳米管材料层表面涂覆石墨材料层。在集流体表面形成双层活性层。这种具有双层活性层的锂离子电池负极极片结构，能够有效防止充电过程多余的Li+在负极沉积并形成锂枝晶，且充电过程从正极脱出的大量Li+嵌入到碳纳米管材料层内部或表面，剩余的少量Li+与上层的石墨材料层结合，因此本锂离子电池负极极片能够有效防止金属锂析出，有效降低锂离子电池的自放电率，提高锂离子电池的电量保持能力，同时提高锂离子电池的安全性能。实施例2一种锂离子电池负极极片，包括集流体、与集流体连接的极耳和涂覆在集流体表面的负极材料层，所述负极材料层包括涂覆在集流体表面的负极内涂层和涂覆在负极内涂层表面的负极外涂层。本实施例中，上述极耳为镍质金属片，镍质金属片与所述集流体焊接。在本实施例中，上述集流体优选为铜箔。[0025]本实施例中，负极外涂层为锡基氧化物材料层，本实施例中，锡基氧化物材料层为氧化亚锡层，负极内涂层为氮化物材料层。本实施例的锂离子电池负极极片通过在集流体表面涂覆氮化物材料层，并在氮化物材料层表面涂覆锡基氧化物材料层。在集流体表面形成双层活性层。这种具有双层活性层的锂离子电池负极极片结构，能够有效防止充电过程多余的Li+在负极沉积并形成锂枝晶，且充电过程从正极脱出的大量Li+嵌入到氮化物材料层内部或表面，剩余的少量Li+与上层的锡基氧化物材料层结合，因此本锂离子电池负极极片能够有效防止金属锂析出，有效降低锂离子电池的自放电率，使锂离子电池的电量保持能力降低，同时提高锂离子电池的安全性能。实施例3一种锂离子电池负极极片，包括集流体、与集流体连接的极耳和涂覆在集流体表面的负极材料层，所述负极材料层包括涂覆在集流体表面的负极内涂层和涂覆在负极内涂层表面的负极外涂层。本实施例中，上述极耳为镍质金属片，镍质金属片与所述集流体焊接。在本实施例中，上述集流体优选为铜箔。 本实施例中，负极外涂层为石墨材料层，负极内涂层为中间相碳微球层。本实施例的锂离子电池负极极片通过在集流体表面涂覆PAS材料层，并在PAS材料层表面涂覆纳米负极材料层。在集流体表面形成双层活性层。这种具有双层活性层的锂离子电池负极极片结构，能够有效防止充电过程多余的Li+在负极沉积并形成锂枝晶，且充电过程从正极脱出的大量 Li+嵌入到PAS材料层内部或表面，剩余的少量Li+与上层的纳米负极材料层结合，因此本锂离子电池负极极片能够有效防止金属锂析出，有效降低锂离子电池的自放电率，提高锂离子电池的电量保持能力，同时提高锂离子电池的安全性能。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种锂离子电池负极极片，包括集流体、与集流体连接的极耳和涂覆在集流体表面的负极材料层，其特征在于:所述负极材料层包括涂覆在集流体表面的负极内涂层和涂覆在负极内涂层表面的负极外涂层。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于:所述极耳为镍质金属片。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池负极极片，其特征在于:所述镍质金属片与所述集流体焊接。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于:所述集流体为铜箔。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于:所述负极内涂层、负极外涂层为能够可逆的结合锂离子以及锂金属的氮化物材料层、PAS材料层、锡基氧化物材料层、锡合金材料层、碳素材料层或纳米负极材料层中的一种。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于:所述负极外涂层为石墨材料层，所述负极 内涂层为碳纳米管材料层。
专利摘要本实用新型涉及一种锂离子电池负极极片，包括集流体、与集流体连接的极耳和涂覆在集流体表面的负极材料层，所述负极材料层包括涂覆在集流体表面的负极内涂层和涂覆在负极内涂层表面的负极外涂层。本实用新型通过在集流体表面涂覆负极内涂层，并在负极内涂层表面涂覆负极外涂层。在集流体表面形成双层活性层。该锂离子电池负极极片结构，能够有效防止充电过程多余的Li+在负极沉积并形成锂枝晶，且充电过程从正极脱出的大量Li+嵌入到负极内涂层内部或表面，剩余的少量Li+与上层的负极外涂层结合，因此能够有效防止金属锂析出，有效降低锂离子电池的自放电率，提高锂离子电池的电量保持能力，同时提高锂离子电池安全性能。
文档编号H01M4/13GK203150652SQ201220747598
公开日2013年8月21日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者吕正中, 刘范芬, 袁中直, 刘金成 申请人:惠州亿纬锂能股份有限公司