[发明专利]一种锂离子电池负极及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极，以及包含该负极的锂离子电池。

背景技术

羧甲基纤维素钠(CMC)是一种常用的亲水性高分子粘结剂，常常与锂离子电池常用的疏水性高分子粘结剂，例如丁苯橡胶(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁腈橡胶(NBR)等组合使用。可以用作锂离子电池粘结剂的CMC有很多种，也就是说，可以用作锂离子电池粘结剂的CMC的分子量、分子结构均可以有很多种选择。然而，当重均分子量不大于5×10⁵的CMC与疏水性高分子粘结剂组合用作锂离子电池负极粘结剂时，常存在如下问题：碳材料在负极浆料中的分散性降低，制成的负极片均匀性较差，从而使电池的低温放电性能较差。

发明内容

为了解决重均分子量不大于5×10⁵的羧甲基纤维素钠(CMC)与疏水性高分子粘结剂组合使用时，电池的低温放电性能较差的技术问题，本发明首先提供一种锂离子电池负极，包括负极集流体和涂敷和/或填充在负极集流体上的负极材料，所述负极材料包括碳材料和粘结剂，所述粘结剂包括疏水性高分子粘结剂和羧甲基纤维素钠，所述羧甲基纤维素钠的重均分子量10×10⁵～12×10⁵，取代度0.65～0.9，且其在负极材料中的质量百分含量为0.5～0.7wt％。

为了解决重均分子量不大于5×10⁵的羧甲基纤维素钠(CMC)与疏水性高分子粘结剂组合使用时，电池的低温放电性能较差的技术问题，本发明进而提供一种锂离子电池，包括电池壳体、电极组和电解液，电极组和电解液密封在电池壳体内，电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极，所述负极采用根据本发明所述的锂离子电池负极。

本发明的技术方案是：选用重均分子量10×10⁵～12×10⁵，取代度0.65～0.9的羧甲基纤维素钠(CMC)作为锂离子电池负极粘结剂之一，且这种羧甲基纤维素钠(CMC)在负极材料中的质量百分含量为0.5～0.7wt％。

本发明采用上述技术方案解决了现有技术中使用重均分子量不大于5×10⁵的羧甲基纤维素钠(CMC)作为锂离子电池负极粘结剂配制负极浆料时，碳材料在负极浆料中的分散性较差，使制成的负极片的均匀性较差，从而使电池的低温放电性能较差的技术问题，使电池在-30℃～0℃时的低温放电性能较使用重均分子量不大于5×10⁵的羧甲基纤维素钠(CMC)时至少提高20mAh。另外，常温下电池高倍率放电容量(大于1C放电测试测得)也较使用重均分子量不大于5×10⁵的羧甲基纤维素钠(CMC)时至少提高24mAh。

具体实施方式

下面详细说明本发明。

本发明首先提供一种锂离子电池负极，包括负极集流体和涂敷和/或填充在负极集流体上的负极材料，所述负极材料包括碳材料和粘结剂，所述粘结剂包括疏水性高分子粘结剂和羧甲基纤维素钠，所述羧甲基纤维素钠的重均分子量10×10⁵～12×10⁵，取代度0.65～0.9，且其在负极材料中的质量百分含量为0.5～0.7wt％。

羧甲基纤维素钠的取代度是指平均每个失水葡萄糖单元上被羧甲基取代的羟基数目。

本发明具体实施方式选用重均分子量10×10⁵～12×10⁵，取代度0.65～0.9的羧甲基纤维素钠(CMC)，且这种羧甲基纤维素钠在负极材料中的质量百分含量为0.5～0.7wt％。若这种CMC在负极材料中的质量百分含量低于0.5wt％，则所配成的负极浆料的粘度不够，负极材料在负极集流体上的附着力较低，电池使用过程中容易掉料；高于0.7wt％，则起不到改善碳材料颗粒在负极浆料中分散性较差的作用。