[发明专利]一种锂离子电池复合负极极片、制备方法及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池复合负极极片，同时还涉及一种该复合负极极片的制备方法及使用该复合负极极片的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是近几年发展起来的一种新型储能电源，并以其携带方便、能量密度高、循环寿命长、环境友好等特性广泛应用于通讯、电动车、储能等领域。同时，随着便携式电子产品对锂离子电池能量密度要求的提高，既具有高能量密度、长循环寿命、高倍率性能，又具有高安全性能和优异低温性能的锂离子电池备受人们关注。

不论是便携式储能电池还是EV、HEV动力电池，锂离子电池都需要满足以下特点：1）高能量密度和高功率密度；2）工作范围宽，高低温性能优异；3）长的循环寿命和使用年限；4）突出的安全性能。为了满足锂离子电池以上的使用特点，需要选择合适的锂离子电池负极材料。目前市场上所使用的负极材料大多数为石墨类材料，其材料具有加工性能优异、容量高、放电电压低等优点，但是其材料循环寿命一般、倍率性能差、安全性能差的特性限制了其材料向更优异的方向发展。钛酸锂负极材料具有安全性能高、循环寿命长（循环寿命可达到2万次），低温性能优良等优点，但是其材料的比容量低、放电电压高、加工性能偏差等特性限制其材料的广泛应用。因此开发一种既具有较高的能量密度又具有循环寿命长、低温性能优异的负极材料成为锂离子电池的重要研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较高的能量密度，且循环性能和低温性能优越的锂离子电池复合负极极片。

本发明的第二个目的是提供一种锂离子电池复合负极极片的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种使用上述复合负极极片的锂离子电池。

为了实现以上目的，本发明采用如下所述的的技术方案：

一种锂离子电池复合负极极片，包括负极集流体，所述负极集流体的两面分别涂覆有第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层的涂覆浆料为石墨浆料，所述第二涂覆层的涂覆浆料为钛酸锂浆料。

所述负极集流体为铜箔。

所述石墨浆料是将石墨、粘结剂、导电剂按照（92～96）:（1～5）:（1～3）的质量比加入去离子水中混合均匀制得的。

所述钛酸锂浆料是将钛酸锂、粘结剂、导电剂按照（90～94）:（4～7）:（2～3）的质量比加入去离子水中混合均匀制得的。

所述第一涂覆层和第二涂覆层所用粘结剂为LA132水性粘结剂或CMC/SBR水性粘结剂的一种。

所述第一涂覆层和第二涂覆层导电剂为炭黑、SP，碳纳米管的一种或一种以上的复合；

一种上述的锂离子电池复合负极极片的制备方法，包括下列步骤：

1）石墨浆料制备：按照石墨:粘结剂:导电剂的质量比为（92～96）:（1～5）:（1～3）的比例，将石墨、粘结剂、导电剂加入去离子水中混合均匀，得石墨浆料；

2）钛酸锂浆料制备：按照钛酸锂:粘结剂:导电剂的质量比为（90～94）:（4～7）:（2～3）的比例，将钛酸锂、粘结剂、导电剂加入去离子水中混合均匀，得钛酸锂浆料；

3）浆料涂覆：将步骤1）所得石墨浆料均匀涂覆在负极集流体的一面，70~90℃干燥0.1~1h后形成第一涂覆层，再将步骤2）所得钛酸锂浆料均匀涂覆在负极集流体的另一面，70~90℃干燥0.1~1h后形成第二涂覆层，得复合极卷；

4）极片干燥与压辊：将步骤3）所得复合极卷分切后，干燥并辊压，即得。

步骤3）中，所述第一涂覆层的单面面密度为40～50g/m²；所述第二涂覆层的单面面密度为80～100g/m²。

所述第一涂覆层与第二涂覆层的单面面密度之比为：第一涂覆层:第二涂覆层=1:2。

步骤4）中所述干燥的温度为100～150℃，干燥时间为24～72h；所述辊压的压力为2～30MPa。

一种使用上述的复合负极极片的锂离子电池，所述锂离子电池的负极极片包括负极集流体，所述负极集流体的两面分别涂覆有第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层的涂覆浆料为石墨浆料，所述第二涂覆层的涂覆浆料为钛酸锂浆料。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下积极效果：