负极浆料以及包括该负极浆料的负极片、锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及锂离子电池技术领域，特别的，涉及一种负极浆料以及包括该负极浆 料的负极片、锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，人们对环境保护的意识越来越强。作为清洁能源的锂离子电池 在消费类电子、动力电池以及储能等方面得到了广泛的应用。但是，锂离子电池在低温环境 下或是在进行倍率充电工作时，常常容易发生明显的析锂现象。这将导致锂离子电池的容 量、寿命等性能受到明显的影响，并且同时也存在安全隐患。
[0003] 经研究发现，锂离子电池的析锂现象主要发生在负极，锂离子传导速率过慢，导致 来不及嵌入到负极活性材料中时，便会沉积在负极表面而不是嵌入到负极活性材料中，这 将会严重影响锂离子电池的寿命以及安全性能。目前，针对上述析锂现象的改善方法较多， 例如，选用有机或无机材料，对负极活性材料进行包覆、掺杂或机械研磨等的表面改性方 法，但是，还需要在较高温度下进行处理，并且工艺复杂，成本较高，效率低下。
[0004] 鉴于此，确实有必要提供一种简单、经济的方法来改善锂离子电池的析锂现象。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：包含有无机添加剂和有 机添加剂的负极浆料，应用到锂离子电池中后，能够有效的改善锂离子电池的析锂现象，特 别是有效的改善了锂离子电池在低温下的析锂现象，从而完成本申请。
[0006] 本申请的目的在于提供一种负极浆料，包括负极活性材料、粘结剂和导电剂，还包 括无机添加剂和有机添加剂，其中，所述无机添加剂为选自无机金属氧化物和无机锂盐中 的一种或多种，所述有机添加剂为选自下述化合物中的一种或多种：碳原子数为6~30的 芳香烃被基团R和基团N取代所形成的化合物、碳原子数位6~30的芳香烃被基团R和基 团Ny取代后聚合形成的化合物，其中，基团R为含有具有孤对电子对的原子的基团，基团N、 Ny均为含有氢原子的基团。
[0007] 本申请提供的负极浆料中含有的有机添加剂和无机添加剂，因有机添加剂具有孤 对电子的原子，能和锂离子形成配合作用，进而对锂离子进行传导，是锂离子的优良导体； 有机添加机中因含有芳香烃，能和石墨表面形成JI-Ji键，均匀的包覆在活性物质颗粒的 表面，在后期电池化成过程中，能形成均匀的保护膜；而无机添加剂的加入，又可以填充在 负极活性物质颗粒之间，这样负极浆料所形成的负极浆料层就在负极极片上建立了完整的 锂离子传导网络结构，进而减少了负极极片的析锂现象。
[0008] 本申请的另一目的在于提供一种负极片，包括负极集流体和位于负极集流体上的 负极浆料层，其中，负极浆料层为本申请所提供的负极浆料形成的涂覆层。
[0009] 本申请的再一目的在于提供一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、 锂电池隔膜和电解液，其中，负极片为本申请所提供的负极片。
[0010] 将本申请提供的负极浆料制备成负极片，应用到锂离子电池中后，在不影响锂离 子电池的其他电化学性能的前提下，例如不影响锂离子电池的循环性能以及倍率充电性能 的前提下，有效的改善了锂离子电池的析锂现象，特别是有效的改善了锂离子电池在低温 下的析锂现象。此外，本申请提供的负极浆料的制备工艺简单，成本低廉，易于大规模的生 产。
【具体实施方式】
[0011] 下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。
[0012] 本申请的目的在于提供一种负极浆料，包括负极活性材料、粘结剂、导电剂，还包 括无机添加剂和有机添加剂，其中，所述无机添加剂为选自无机金属氧化物和无机锂盐中 一种或多种，所述有机添加剂为选自下述化合物中的一种或多种：碳原子数为6~30的芳 香烃被基团R和基团N取代所形成的化合物、碳原子数位6~30的芳香烃被基团R和基团 Ny取代后聚合形成的化合物，其中，基团R为含有具有孤对电子对的原子的基团，基团N、N y均为含有氢原子的基团。
[0013] 在上述无机添加中，无机金属氧化物的实例具体可以举出：A1203、B 203、Ti02、ZnO、 Si02、Sn0、Cu0。无机锂盐的实例具体可以举出：LiA102、Li2B 407、Li3P03。优选地，所述无机 添加剂为选自 A1203、B203、Ti02、ZnO、Si0 2、SnO、CuO、LiA102、Li2B4O7 以及 Li 3P03中的一种或 多种。
[0014] 在优选的实施方式中，无机添加剂的平均粒径为5纳米到50微米。选用上述平均 粒径的无机添加剂，能够易于分散在所选择的溶剂中，尤其使得无机添加剂能够均匀的分 散在水中，此外，还能够填充在负极活性材料的颗粒之间，另外，选择上述平均粒径的无机 添加剂与有机添加剂配合使用后，能够进一步改善锂离子电池的析锂现象。若无机添加剂 的平均粒径过大，不利于无机添加剂的分散均匀，并且使得锂离子电池的析锂现象得不到 有效的改善。
[0015] 在优选的实施方式中，无机添加剂的含量为负极活性物质层的总重量的0. 1~ 5%，进一步的，优选为0. 3~3%，更进一步的，优选为0. 5~1. 5%。负极活性物质层的总 重量为负极活性材料、粘结剂、导电剂、有机添加剂和无机添加剂的重量之和。
[0016] 在上述有机添加剂中，基团R和基团N分别对芳香烃上的氢原子进行取代，取代的 个数并没有特别的限制，根据实际情况和合理的情况对芳香烃进行取代。例如，选用1个、2 个或3个含有具有孤对电子对的原子的基团和选用1个、2个或3个含有氢原子的基团对芳 香烃进行取代。当2个以上的含有具有孤对电子对的原子的基团对芳香烃进行取代时，取 代基团的种类可以相同也可以彼此互不相同，或者是其中的任意两个以上的取代基相同， 类似的，当2个以上的含有氢原子的基团对芳香烃进行取代时，取代基团的种类可以相同 也可以彼此互不相同，或者是其中的任意两个以上的取代基相同。特别的，芳香烃被一个基 团R和一个基团N所取代。
[0017] 另外，对芳香烃取代的位置也没有特别的限制，可根据合理的情况选在芳香烃的 合适的位置进行取代。例如，当取代基的个数为2时，两个取代基可位于芳香烃的邻位、对 位或是间位。
[0018] 在上述有机添加剂中，碳原子数为6~30的芳香烃的具体的种类并没有特别的限 制，可根据实际需求进行选择。例如，苯、含有苯环的芳香烃、稠环芳香烃均可被基团R和基 团N所取代。特别的，碳原子数为6~30的芳香烃具体可举出：苯、联苯、碳原子数为7~ 14的苯烷烃、碳原子数为10~22稠环芳香烃。进一步的，芳香烃优选为苯、联苯、碳原子数 为7~9的苯烷基或碳原子数为10~16的稠环芳烃基。
[0019] 作为芳香烃的实例，具体可以举出：
[0021] 在上述有机添加剂中，特别的，基团R为含有氧原子、硫原子、氮原子中的至少一 种的基团。其中，基团R具体可以举出：-NH2、-S03、-NC0、-N03、-0-R'、碳原子数为4~200 的聚乙二醇基。其中，R'为碳原子数为1~20的烷烃基。烷烃基可选自链状烷烃基或环 状烷烃基，优选地，R'选自碳原子数为1~10的烷烃基，进一步优选地，R'选自碳原子数 为1~6的烷烃基；聚乙二醇基可由下式1所示，其中，nl为2~100,进一步优选地，nl为 5~50,更进一步优选地，nl为8~15, nl最优选为9~10。烷烃基具体可以举