[发明专利]一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。本发明的锂离子电池负极片，包括集流体，所述集流体表面由内向外依次设置有铜锡合金镀层和负极材料层。本发明的锂离子电池负极片的制备方法，包括如下步骤：将集流体置于电镀液中进行电镀并在集流体表面形成铜锡合金镀层，制得复合集流体；所述电镀液中含有铜离子和锡离子，所述铜离子和锡离子的摩尔比为1.2‑6：1‑5；将负极浆料涂覆在制得的复合集流体表面，干燥，即得。本发明的锂离子电池负极片在充放电过程中，铜锡合金的体积膨胀能够被负极材料层进行一定程度的缓解，避免了铜锡合金体积膨胀导致对电池结构的破坏。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

随着新能源汽车、电子设备等产业的飞速发展，人们对锂离子电池的容量、能量密度、安全性和使用寿命都提出了越来越高的要求。为了提高电池的容量和能量密度，有效的途径是提高电极材料的容量。但是，目前的负极材料如石墨，其容量已经接近理论比容量，提升空间有限。

锡基合金负极材料价格便宜、导电性好、无毒副作用而且加工性能好，Sn和Li可以形成锡锂化物，具有很高的储锂容量，理论比容量高达994mAh/g，作为锂离子电池负极材料具有巨大潜力。但是，锡在电池充放电过程中的体积膨胀高达400％，使得电池材料容易粉化而从集流体上脱落。

现有技术中一般是通过电镀方法将锡基合金沉积在集流体表面，如公开号为CN1974869A的中国发明专利公开了一种锂离子电池锡铜合金负极材料的制备方法，其通过将铜片在电镀液中电镀形成镀层，得到铜锡合金。

通过电化学沉积法制备锡基合金，具有表面均匀细致、工艺简单等优点。但是，这种电化学沉积法制备的铜锡合金，充放电过程中的体积膨胀仍然较为严重，影响电池的循环性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减弱锡基合金体积膨胀影响的锂离子电池负极片。

本发明的目的还在于提供一种上述锂离子电池负极片的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种锂离子电池。

为实现上述目的，本发明的锂离子电池负极片的技术方案是：

一种锂离子电池负极片，包括集流体，所述集流体表面由内向外依次设置有铜锡合金镀层和负极材料层。

本发明的锂离子电池负极片的集流体和负极材料层之间设置有一层铜锡合金镀层，在充放电过程中，铜锡合金的体积膨胀能够被负极材料层进行一定程度的缓解，避免了铜锡合金体积膨胀导致对电池结构的破坏。

铜锡合金镀层中的锡具有较高的容量，能够在一定程度上增加负极片的容量。而采用铜锡合金镀层，能够利用镀层沉积时的特点提高合金层在集流体表面的结合力，避免了锡层从集流体表面的脱落。铜锡合金镀层表面设置负极材料层，能够均衡负极材料和锡的容量。

在集流体表面形成铜锡合金镀层后，铜锡合金镀层表面仍然保留着电时颗粒沉积时的表面形貌，镀层表面存在由细密的金属颗粒形成的粗糙表面，一方面能够利用其粗糙的表面使负极活性物质与集流体之间的接触良好程度进而提高负极材料层与镀层及集流体之间的导电性，另一方面能够利用粗糙的表面提高负极材料层与镀层及集流体之间的结合力。

所述铜锡合金镀层中铜和锡的摩尔比为1-6:1-5.5。优选为3.5-6:4.5-5.5。

所述负极材料层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂，所述负极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为80-95:0.5-10:2-15。