[发明专利]锂离子电池负极浆料制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池

说明书

本发明揭示一种锂离子电池负极浆料制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池，包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和有机聚合物添加剂，有机聚合物添加剂具有R₁‑O‑R₂、R₃‑COO‑R₄、R₅‑NH‑R₆或R₇‑SO₃H的结构中的一种或多种，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇分别选自烷烃、烷烃衍生物、烯烃、烯烃衍生物、芳香烃及芳香烃衍生物中的一种或多种。本发明的有机聚合物添加剂有利于提高负极材料的离子导电性，并降低负极活性材料的体积效应，改善锂离子电池的倍率性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及锂离子电池负极浆料制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、输出电压高、自放电率低、环境友好等突出优点，被广泛应用于诸多领域，尤其是纯电动汽车领域。随着电动汽车的不断迭代，对锂离子电池的要求也随之提高，如电芯使用寿命、能量密度和安全性能等。目前商业化的锂离子电池的负极主要采用的还是石墨。但是石墨由于其较低的理论容量，已逐渐不能满足电池能量密度不断提高的需求。硅基材料极有可能取代石墨负极成为下一代的商用负极，理论比容量远远大于石墨负极，可以显著提高电池的能量密度，但是由于硅基负极存在严重的体积效应而导致循环性能恶化，影响电池的使用寿命。此外，由于锂离子电池负极较低的离子导电性，其倍率性能较差。

针对上述问题，现有技术中有对负极活性材料进行掺杂以提高离子导电性，或者通过机械研磨将材料纳米化处理。但是上述方法工艺复杂，成本高，材料的加工性能较差。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种锂离子电池负极浆料制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池，旨在解决现有技术中由于负极材料体积效应导致的锂离子电池循环性能差，以及由于负极材料离子导电性差导致的锂离子电池倍率性能差的问题。

本发明提出一种锂离子电池负极材料，包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和有机聚合物添加剂，

所述有机聚合物添加剂具有如式(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)或(Ⅳ)所示之结构中的一种或多种，

R₁-O-R₂ (Ⅰ)

R₃-COO-R₄ (Ⅱ)

R₅-NH-R₆ (Ⅲ)

R₇-SO₃H (Ⅳ)

所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇分别选自烷烃、烷烃衍生物、烯烃、烯烃衍生物、芳香烃及芳香烃衍生物中的一种或多种。

进一步地，所述有机聚合物添加剂的重均分子量包括10000～3000000。

进一步地，所述有机聚合物添加剂占所述锂离子电池负极材料的重量百分比包括0.2％～6％。

进一步地，所述负极活性材料包括石墨、硅、硅基氧化物、硅碳材料中的一种或多种，所述导电剂包括导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、导电炭黑中的一种或多种，所述粘结剂包括聚丙烯腈、丁苯橡胶中的一种或多种，所述锂离子电池负极材料还包括增稠剂，所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠。