[发明专利]一种锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池制备领域，具体的说是一种锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其高电压、高能量密度、长循环寿命、环境友好等优点而广泛应用于电动汽车等领域。但是随着便携式电子设备微型化、长待机的发展，以及电动汽车、储能原件等大功率、高能量设备的启用，对锂离子电池的性能提出了越来越高的要求，尤其是要求锂离子电池具有更高的能量密度、安全性能及其快充、快放能力。

锂离子电池在首次充电过程中，由于负极片表面形成固体电解质膜（SEI膜），消耗了部分从正极片迁移来的锂，造成了正极极片材料锂的损失，不仅降低电池容量，还会引起电池首次效率的降低及其安全性能变差；同时锂离子数量的减少，会降低锂离子电池快充快放过程中锂离子的传输数量，从而降低其倍率性能。为解决该问题，可从以下两个方面对正极极片进行改进，对负极极片进行涂覆，为充放电过程中负极极片形成SEI提供锂离子，并提高其循环及其倍率性能，比如专利（CN 106099041 A）一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池，即通过在负极极片表面涂覆功能层、活性物质层及其偏铝酸锂复合层提高其锂离子电池安全性能及其倍率性能，但是其偏铝酸层中含有的锂离子虽然可以提高锂离子的传输速率，但是其成分对SEI膜并无改善作用，且在充放电过程中会造成极片表面与SEI之间形成电位差及其界面电阻，造成其循环循环性能偏差。因此为降低其极片表面与SEI膜之间的界面电阻及其相容性，通过在极片表面涂覆与SEI相似的锂离子物质，并提高其极片及其锂离子电池的循环性能及其倍率性能则是一种不错的选择。

发明内容

针对目前锂离子电池所用负极极片界面电阻较大及其锂离子电池倍率及其循环偏差等方面的缺陷，本发明的目的是通过在负极极片表面涂覆锂化合物，降低其内阻，提高其锂离子电池的循环、倍率性能提供一种锂离子电池复合负极极片及其锂离子电池。

本发明的技术方案是：一种锂离子电池复合负极极片，由负极极片及其分别涂覆在负极极片两面的有机锂化合物涂覆层和无机锂化合物涂覆层组成，其特征在于：所述的复合负极极片的两面涂覆的有机锂化合物和无机锂化合物位于负极极片的异侧，其单面涂覆厚度为（1～5）μm，且厚度相同。

所述的有机锂化合物涂覆层由有机锂化合物和粘结剂组成，其质量比为：有机锂化合物：粘结剂=60～80：20～40。

所述的有机锂化合物为醋酸锂、烷氧基锂（ROLi）、烷基碳酸二锂((ROCO2Li) ₂)中的一种。

所述无机锂化合物涂覆层由无机锂化合物和粘结剂组成，其质量比为：无机锂化合物：粘结剂=60～80：20～40；

所述的无机锂化合物为氮化锂、氨基锂中的一种。

所述的粘结剂是由60～80份的聚偏氟乙烯、10～20份的羧甲基纤维素、10～20份LA133粘结剂组成。

本发明的复合负极极片的制备方法为：

1）、喷涂液的配置：称取20～40份粘结剂添加到500份的有机溶溶剂中，分散均匀后，添加60～80份的有机锂化合物，并通过高速分散机分散均匀得到有机锂喷涂液；同时称取20～40份粘结剂添加到500份的有机溶溶剂中，分散均匀后，添加60～80份的无机锂化合物，并通过高速分散机分散均匀得到无机锂喷涂液；

2）复合极片的制作：通过喷涂技术将有机锂喷涂液喷涂于负极极片的一面，干燥完毕后，得到极片A，再将无机锂喷涂液喷涂于极片A的未喷涂面，干燥完毕后，得到复合负极极片。

所述步骤1）中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮，N-N-二甲基甲酰胺，四氢呋喃，四氯化碳中的一种。

所述的一种锂离子电池复合负极极片应用于锂离子电池。

本发明的有益效果：1、在负极极片表面涂覆与SEI相似的有机和无机锂化合物，使其极片降低充放电过程中形成SEI消耗的锂离子，同时充放电过程中新生成的SEI膜与负极极片具有较好的相容性及其接触电阻较小，同时负极极片含有锂化合物，提高其充放电过程中锂离子的传输速率及其倍率性能。2、在负极极片的正反面涂覆不同的锂化合物，可以单独发挥其锂化合物独有的特性，比如有机锂化合物有利于提高锂离子电池的高温搁置、高温循环性能，无机锂化合物有利于提高其倍率、低温等电化学性能，避免有机锂化合物和无机锂化合物之间的相互干扰，造成锂离子电池的性能改善不明显。

附图说明

图1是实施例1的电压-时间的倍率曲线图。

具体实施方式