[发明专利]一种多层负极片及其制备方法与超级电容器

说明书

本发明公开了一种多层负极片及其制备方法与超级电容器。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。所述制备方法包括：(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。本发明提供的多层负极片强度高、内阻低、容量高并且使用周期长，安全性好。

技术领域

本发明属于储能领域，涉及一种负极片，尤其涉及一种多层负极片及其制备方法与超级电容器。

背景技术

环保、清洁能源的使用对于可持续社会的发展至关重要，能源的储存更是当代新能源技术研究的重点。其中，锂离子超级电容器兼具高能量密度与功率密度，长寿命，安全可靠环保的优势满足现代能源储存设备的要求，在电子设备、国防、通讯以及新能源汽车等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力。与此同时，人们对于锂离子超级电容器的快速充放、长寿命与安全可靠性的要求也是越来越高，根据Journal of Power Sources 398(2018)49-54文献中所述，负极材料的性能直接决定电容器寿命周期内的循环衰减行为。然而，目前负极所采用的不同碳材料复合的制备方式，不仅加工成本比混合前更高，而且倍率性能衰减、压实降低、导电率降低、高内阻等等，造成顾此失彼，因此通过采用多层涂覆配合使用可以明显提升锂离子超级电容器的快速充放、寿命循环以及安全性能。

CN104538584A公开了一种多层负极片、负极片的制作方法以及锂离子电池。该方案的多层负极片，包括集流体和涂布在集流体表面电极材料层；所述的电极材料层包括一层或一层以上的不同膨胀系数的混合浆料层；混合浆料层按照膨胀系数递增的顺序依次涂布并逐层烘干。

CN103891011A公开了一种二次电池用负极和具有所述负极的二次电池，该方案提供的负极包含：螺旋状负极，所述螺旋状负极具有相互平行并螺旋扭曲的至少两根负极线，各负极线具有涂布在线型集电器表面上的负极活性材料层；以及导电层，所述导电层以围绕所述螺旋状负极的方式形成。

CN103779570A公开了一种锂离子电池负极片及其制备方法，所述锂离子电池负极片，包括集流体、形成于所述集流体表面的导电层、形成于所述导电层表面的扩散层及形成于所述扩散层表面的活性层；所述导电层的材料包括导电层导电剂及导电层粘结剂；所述扩散层的材料包括扩散层负极活性材料、扩散层导电剂及扩散层粘结剂，所述扩散层负极活性材料、所述扩散层导电剂及所述扩散层粘结剂的质量比为5～50:30～85:5～20；所述活性层的材料包括活性层负极活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层负极活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90～96:2～5:2～5。

但是上述方案中，负极的电化学性能都有待进一步改善，不适合超级电容器的应用需求。

鉴于此，如何提高能量，改善负极电化学性能，提升锂离子超级电容器的倍率、寿命循环以及安全性能成为生产企业的发展趋势和方向。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种多层负极片及其制备方法与超级电容器。本发明提供的多层负极片强度高、内阻低、容量高并且使用周期长，安全性好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种负极片，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。

本发明提供的负极片中，所述电极材料层包括至少2层混合负极材料层，例如2层、3层、4层或5层等。