[发明专利]电池负极材料、负极材料浆料、负极极片和电化学电池

说明书

本发明公开了一种电池负极材料，包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和铌钛氧化物，所述负极活性材料为石墨和/或类石墨结构的碳，所述铌钛氧化物在所述电池负极材料中的质量百分数为1％至10％。本发明还公开了一种负极材料浆料，包括：所述的电池负极材料；以及溶剂，所述溶剂与所述电池负极材料混合形成浆料状混合物。本发明还公开了一种负极极片，包括负极集流体和位于所述负极集流体上的电池负极材料层，所述电池负极材料层为由所述的电池负极材料形成的涂覆层或者为由所述的负极材料浆料涂覆在所述负极集流体上并去除所述溶剂后形成的涂覆层。本发明还公开了一种电化学电池。

技术领域

本发明涉及电化学电池领域，特别是涉及一种电池负极材料、负极材料浆料、负极极片和电化学电池。

背景技术

随着电化学电池，如锂离子电池的日益发展及应用，特别是动力电池的快速发展，对电池的快充性能和倍率性能提出了更高的要求。电池的快充性能和倍率性能表现为在大电流充电条件下电池容量的大小。并且，随着行业对于电池轻薄化的要求，电池的能量密度，即电池单位质量中储存的能量大小也愈加受到人们的关注及重视。

传统的方法通过改善离子在正负极之间的扩散能力、降低电池的内阻、加入导电剂、优化设计结构等方面对电池进行改性来提高其倍率性能。但是倍率性能和能量密度一般是相互矛盾的，这些方法在提高电池倍率性能的同时会降低其能量密度。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够同时提高电池倍率性能和能量密度的电池负极材料、负极材料浆料、负极极片和电化学电池。

一种电池负极材料，包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和铌钛氧化物，所述负极活性材料为石墨和/或类石墨结构的碳，所述铌钛氧化物在所述电池负极材料中的质量百分数为1％至10％。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物的化学式为Ti_xNb_yO_2x+2.5y，x＝0.1～1，y＝1～2。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物在所述电池负极材料中的质量百分数为1％至5％。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物呈颗粒状均匀分布在所述电池负极材料的浆料中。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物呈球形颗粒状。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物的颗粒包括多个堆叠的铌钛氧化物纳米片，所述多个铌钛氧化物纳米片共同形成所述球形颗粒。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物的颗粒的粒径为10nm至100nm。

在其中一个实施例中，所述铌钛氧化物的颗粒的振实密度为1.5g/cm³至2.5g/cm³。

在其中一个实施例中，所述负极活性材料在所述电池负极材料中的质量百分数为80％至95％。

在其中一个实施例中，所述导电剂选自活性炭、石墨烯、碳纳米管、科琴黑、SuperP、乙炔黑及石墨中的一种或多种；

所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、聚氧化乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、月桂酸丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、环氧树脂、聚丙烯酸及羧甲基纤维素钠中的一种或多种；

所述电池负极材料还包括增稠剂，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、定优胶、壳聚糖及交联型多糖结构聚合物、聚乙烯醇和聚丙烯酸中一种或多种。

一种负极材料浆料，包括：

所述的电池负极材料；以及

溶剂，所述溶剂与所述电池负极材料混合形成浆料状混合物。