[发明专利]一种多层负极片及其制备方法与超级电容器

权利要求书

1.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括集流体和涂覆在集流体上的电极材料层，所述电极材料层包括至少2层混合负极材料层，相邻的混合负极材料层之间通过3D导电网络层连接。

2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述混合负极材料层包括负极材料和添加剂，所述添加剂包括粘结剂；

优选地，所述负极材料包括硬碳和/或软碳；

优选地，所述硬碳的粒径D50为3-10μm；

优选地，所述软碳的粒径D50为12-30μm；

优选地，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维钠或丁苯橡胶中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述添加剂还包括导电剂；

优选地，所述导电剂包括石墨粉、炭黑、乙炔黑、碳管或炭纤维中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，以所述混合负极材料层的总质量为100％计，所述负极材料的质量分数为91.5-98wt％，导电剂的质量分数为0-4wt％，粘结剂的质量分数为2-6wt％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的负极片，其特征在于，所述3D导电网络层主要由碳纳米管、碳纳米纤维或石墨烯中的任意一种或至少两种组成；

优选地，所述3D导电网络层的厚度为10-20μm；

优选地，所述3D导电网络层穿插至与之相邻的混合负极材料层的颗粒间隙中；

优选地，所述集流体为铜箔；

优选地，所述电极材料层中，混合负极材料层的层数为2层；

优选地，所述电极材料层中，在集流体的同一侧，各层混合负极材料层的粒径D50沿着远离集流体的方向逐层增大；

优选的，所述电极材料层中，在集流体的同一侧，各层混合负极材料层的倍率性能沿着远离集流体的方向逐层递减；

优选地，当混合负极材料层的层数为两层时，靠近集流体的混合负极材料层中负极材料的质量与远离集流体的混合负极材料层中负极材料的质量之比为1:2-2:1。

5.一种如权利要求1所述负极片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)制备混合负极浆料；

(2)将所述混合负极浆料涂覆到集流体表面，得到1层负极涂覆的极片，再在所述1层负极涂覆的极片上涂覆3D导电网络层，之后在所述3D导电网络层上涂覆混合负极浆料，当所需的混合负极材料层大于2层时，重复进行上述先涂覆3D导电网络层再涂覆混合负极浆料层的操作，得到所述负极片。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述制备混合负极浆料的方法包括将负极材料与添加剂搅拌混合，得到混合负极浆料；

优选地，所述添加剂包括粘结剂和腐蚀剂；

优选地，所述粘结剂与N-甲基吡咯烷酮混合后搁置24小时成为含粘结剂的胶液后再使用；

优选地，所述腐蚀剂为乙醇、丙酮、草酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，以所述混合负极浆料中除腐蚀剂之外的其他固体物质的总质量为100％计，腐蚀剂的加入量为0.25-0.46％；

优选地，所述添加剂还包括导电剂；

优选地，将负极材料与添加剂搅拌混合的方法为：将导电剂与负极材料搅拌混合，先加入第一部分含粘结剂的胶液并搅拌，再加入第二部分含粘结剂的胶液和腐蚀剂并降低搅拌速度进行搅拌，所述第二部分含粘结剂的胶液的加入量为第一部分含粘结剂的胶液的1/2；

优选地，步骤(1)中，制备粒径不同的混合负极浆料。