[发明专利]一种锂离子二次电池负极极片及制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子二次电池负极极片及制备方法，通过在粘结剂丁苯橡胶分子表面嫁接官能团，减小丁苯橡胶分子粒径为75‑85nm，使丁苯橡胶粘结剂具有良好的粘附性、分散性、稳定性，并采用特殊负极配方，所述负极极片所含组分重量百分比为：石墨混合物95.9～96.9％、炭黑0.8～1.2％、羟甲基纤维素钠1.5～1.8％、丁苯橡胶0.8～1.1％，制得的锂离子二次电池负极极片，提高了电池容量、减小电池电阻。

技术领域

本发明属于锂离子二次电池领域，特别涉及一种锂离子二次电池负极极片及制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种大容量、高功率、放电电压高的电池，其主要应用于小型设备上，特别是移动电话、手提电脑、便携式电动工具。锂离子电池一般是由电池盖板组件、电池壳体、电解液以及由正、负极极片和隔膜纸卷绕成的电池单元组成。其中正极活性物质均匀地涂在正极极片上，负极活性物质也相应均匀地涂在负极极片上面。锂离子电池的电极制造，正极浆料由粘结剂、导电剂、正极材料等组成；负极浆料则由粘结剂、石墨碳粉等组成。正、负极浆料的制备都包括了液体与液体、液体与固体物料之间的相互混合、溶解、分散等一系列工艺过程，而且在这个过程中都伴随着温度、粘度、环境等变化。在正、负极浆料中，颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接影响到锂离子在电池两极间的运动，因此在锂离子电池生产中各极片材料的浆料的混合分散至关重要，浆料分散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。

近年来，锂离子电池的研究和开发取得了可喜的成绩，特别是负极性能的改善和电解质体系的开发都取得了很大成果，但锂离子电池的安全性能及电池容量提升等的研究显得相对滞后，已成为制约锂离子电池市场和应用领域拓展的瓶颈。这主要是由于极片中的胶黏剂在时间长了之后发生老化或者在刚开始制作极片的时候本身粘结力不够强，使得活性物质和集流体分开，刺穿隔膜纸，造成短路。

目前锂离子电池水性负极极片一般都是用SBR(丁苯橡胶)作为粘结剂的，迫切需要开发新的胶黏剂技术，以解决水性负极极片容易出现掉料，年辊等问题。锂离子电池的负极是将负极活性物质、粘结剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。锂离子电池能否成功制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子电池的负极材料。现有锂离子二次电池采用普通型SBR(丁苯橡胶)作为粘结剂，粘结剂SBR(丁苯橡胶)在负极极片中含量影响锂电池中其他物质的比例，对电池容量、电阻也有影响。

发明内容

为解决现有的锂离子负极极片电池容量不高、电阻大的缺陷，本发明提供一种锂离子二次电池负极极片，通过使用改性的SBR(丁苯橡胶)，并使用改进的负极配方，负极活性物质含量比例变大，提高了电池容量，减小电阻，该锂离子二次电池负极极片的制备方法包括如下操作步骤：

(1)将增稠剂CMC(羧甲基纤维素钠)和水溶剂按照重量百分比1.5％～2％、98％～98.5％进行混合，用锂电搅拌机设置公转转速20Hz，自转转速20Hz，搅拌3个小时，环境参数为温度15-35℃，湿度≤80％；

(2)加入导电剂SP(炭黑)，搅拌机设置公转转速30Hz，自转转速35Hz，抽真空至-0.08MPa再搅拌1个小时，环境参数为温度15-35℃，湿度≤80％；

(3)加入活性物质石墨混合物，搅拌机设置公转转速30Hz，自转转速30Hz，抽真空至-0.08MPa再搅拌2.5小时，环境参数为温度15-35℃，湿度≤80％；

(4)再加入SBR(丁苯橡胶)，抽真空至-0.08MPa继续搅拌1小时，搅拌机设置公转转速20Hz，自转转速20Hz，最后加入剩余5％-10％的水溶剂，用粘度计进行测量，调节到浆料粘度在2000-3000mPa.s，浆料按设计型号经过涂布、辊压、分切为所需要尺寸的锂离子二次电池负极极片，环境参数为温度15-35℃，湿度≤80％。

进一步的，所述SBR(丁苯橡胶)购于JSR株式会社，产品全称丁二烯苯乙烯橡胶(丁苯橡胶)，型号TRD102A。