锂离子电池负极极片及锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种锂离子电池负极极片及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。
【背景技术】
[0002]锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小等优点，在许多领域都得到了广泛应用。目前，随着经济技术发展，很多应用领域对锂离子电池的能量密度、循环寿命等提出了更高的要求。
[0003]锂离子电池负极是提高电池容量、延长循环寿命的关键因素之一。目前研宄和应用最多的锂离子电池负极材料当属石墨类材料，主要包括天然石墨和人造石墨。天然石墨在我国储量十分丰富，价格低廉，且结晶度高，在作为锂离子电池负极材料时，具有加工性能好、比容量高、压实密度高等优势，已成为目前生产上使用最广泛的锂离子电池负极材料之一。然而天然石墨作为锂离子电池负极时负极极片在带电状态下的膨胀很大，多次循环或较大电流通过时，其循环性能会严重恶化，甚至会出现电池鼓壳、爆炸等现象。
[0004]申请号为200610161113.5的中国发明专利公开了一种电池负极，该负极包括集电体及涂覆在集电体上的负极材料，负极材料包括负极粘合剂，以及球状天然石墨和微颗粒鳞片状人工石墨的混合物。该负极能够在一定程度上抑制天然石墨的结构改变，并改善天然石墨的循环性能。但是，该负极使用的人工石墨为鳞片状颗粒，与球状天然石墨不能充分接触，仍不能充分抑制天然石墨的膨胀，还会导致负极极片压实密度和导电性能的下降。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池负极极片，以充分抑制天然石墨的膨胀，并提高负极极片压实密度和导电性能。
[0006]本实用新型的第二个目的在于提供一种锂离子电池。
[0007]为了实现以上目的，本实用新型的锂离子电池负极极片的技术方案如下:
[0008]一种锂离子电池负极极片，包括集流体以及粘结在集流体表面上的天然石墨球，所述天然石墨球之间的空隙中设置有人造石墨球。
[0009]所述人造石墨球的粒径小于天然石墨球的粒径。
[0010]所述人造石墨球外表面与相邻的天然石墨球外表面接触。
[0011]所述人造石墨球为圆球形或椭球形。
[0012]所述天然石墨球为圆球形或椭球形。
[0013]所述人造石墨球的粒径为8-12 μ m。
[0014]所述天然石墨球的粒径为13-17 μ m。
[0015]本实用新型的锂离子电池的技术方案如下:
[0016]一种锂离子电池，包括负极极片，所述负极极片包括集流体以及粘结在集流体表面上的天然石墨球，所述天然石墨球之间的空隙中设置有人造石墨球。
[0017]所述人造石墨球的粒径小于天然石墨球的粒径，所述人造石墨球外表面与相邻的天然石墨球外表面接触。
[0018]所述人造石墨球为圆球形或椭球形，所述天然石墨球为圆球形或椭球形。
[0019]本实用新型通过将嵌锂膨胀幅度小的球状人造石墨设置在天然石墨球之间的间隙中，有效降低了负极极片的膨胀率，避免了电极材料在循环时的性能恶化，大大提高了循环稳定性，从而提高了其循环寿命。另外，球状的小颗粒人造石墨填充在天然石墨球的间隙中，减小了粒子间的间隙和距离，增大了粒子间的接触面积，提高了负极极片压实密度和导电性能，能够同时满足大电流充放电的要求。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的锂离子电池的实施例中负极极片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型的锂离子电池的实施例:
[0022]如图1所示，本实用新型的锂离子电池包括负极极片，所述负极极片包括集流体I以及通过粘结剂4粘结在集流体表面上的天然石墨球2，所述集流体为铜箔，所述天然石墨球粘结在铜箔的一面或者两面上，本实施例中铜箔两面均粘结有天然石墨球，所述天然石墨球之间的空隙中设置有人造石墨球3，所述天然石墨球和人造石墨球均为圆球形，人造石墨球外表面与相邻的天然石墨球外表面贴合。
[0023]人造石墨球的粒径小于天然石墨球的粒径，人造石墨球的粒径优选为8-12 μ m，本实施例中进一步优选为10 μ m，天然石墨球的粒径优选为13-17 μ m，本实施例中进一步优选为15 μπι。所述天然石墨球和人造石墨球的质量比优选为1:0.3-1.0，本实施例进一步优选为 I:0.65。
[0024]上述实施例通过如下方法得到:将天然石墨球和人造石墨球以1:0.65的质量比干式混合均匀，然后注入溶剂液相混匀后，甩干、水洗、再甩干后烘干，将得到的天然石墨球与人造石墨球与粘结剂合浆，涂覆在铜箔两面，干燥，辊压即得锂离子电池负极极片，然后通过现有技术中的方法将该负极极片组装成为锂离子电池。
[0025]上述实施例得到的锂离子电池，其负极极片在1.8g/cm3压实密度下满电时的膨胀率为14.2%, IC充放电经过500次充放电循环后容量保持率保持在88.5%以上，而同等压实密度下，原始天然石墨球为负极材料的负极片满电时的膨胀率高达21%，IC充放电经过500次充放电循环后容量保持率为80.2%。相比之下，上述实施例得到的锂离子电池的负极极片满电时的膨胀率大幅度降低，循环性能、循环寿命均有大幅度的提高。
[0026]在本实用新型的锂离子电池的其他实施例中，所述天然石墨球为椭球形。
[0027]在其他实施例中，所述人造石墨球为椭球形。
[0028]在其他实施例中，所述集流体为泡沫铜或铜网。
[0029]本实用新型的锂离子电池负极极片的实施例与上述锂离子电池实施例中的负极极片的结构完全相同，此处不再一一赘述。另外，上述锂离子电池的实施例的各种负极极片的替代方式也均适用于本实用新型的锂离子电池负极极片的实施例。
【主权项】
1.一种锂离子电池负极极片，包括集流体(I)以及粘结在集流体表面上的天然石墨球(2)，其特征在于，所述天然石墨球之间的空隙中设置有人造石墨球(3)。
2.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述人造石墨球的粒径小于天然石墨球的粒径。
3.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述人造石墨球外表面与相邻的天然石墨球外表面接触。
4.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述人造石墨球为圆球形或椭球形。
5.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述天然石墨球为圆球形或椭球形。
6.如权利要求1-5任意一项所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述人造石墨球的粒径为8-12 μ m。
7.如权利要求1-5任意一项所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述天然石墨球的粒径为13-17 μ m。
8.—种锂离子电池，包括负极极片，所述负极极片包括集流体(I)以及粘结在集流体表面上的天然石墨球(2)，其特征在于，所述天然石墨球之间的空隙中设置有人造石墨球
9.如权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述人造石墨球的粒径小于天然石墨球的粒径，所述人造石墨球外表面与相邻的天然石墨球外表面接触。
10.如权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述人造石墨球为圆球形或椭球形，所述天然石墨球为圆球形或椭球形。
【专利摘要】本实用新型涉及一种锂离子电池负极极片及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。该锂离子电池负极极片包括集流体以及粘结在集流体表面上的天然石墨球，所述天然石墨球之间的空隙中设置有人造石墨球。本实用新型的锂离子电池负极极片有效降低了负极极片满电时的膨胀率，避免了负极极片在循环时的性能恶化，大大提高了循环稳定性能，同时提高了负极极片的压实密度和导电性能。
【IPC分类】H01M10-0525, H01M4-13
【公开号】CN204391191
【申请号】CN201520109398
【发明人】徐军红, 陈勇, 万艳玲, 陈玉, 陈和平
【申请人】洛阳月星新能源科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月13日