[发明专利]一种负极极片及其锂离子电池

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种负极极片及其锂离子电池。本发明提供的负极极片，包括负极集流体及依次层叠设置于所述负极集流体表面的含碳导电涂层和活性材料层，所述活性材料层包括负极活性物质和添加剂,所述添加剂包括羧甲基纤维素锂,所述负极活性物质和添加剂的质量比为1:0.06‑0.1。本发明提供的负极极片通过在活性材料层中添加羧甲基纤维素锂，并控制所述负极活性物质和添加剂的质量比为1:0.06‑0.1，可显著提高电池的充放电效率和循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种负极极片及其锂离子电池。

背景技术

随着电子和能源技术的不断发展，人们对CO₂及汽车尾气排放的关注不断加大，电动汽车成为未来的发展趋势。作为电动汽车的核心部件之一，锂离子电池的研究和应用备受人们关注。

现有的锂离子电池的电极极片由金属集流体和涂敷在集流体表面的电极活性材料构成。然而金属集流体和电极活性材料的结合力往往不高，为了提高金属集流体和电极活性材料的结合力，常规的做法是加入比例较高的粘结剂，然而上述方法得到的电极极片，在应用于电动汽车的电池时易造成电池内阻过大，快速充放电时电池的极化作用过强的问题，进而影响电池的充放电效率和循环使用寿命。为了解决上述问题，现有技术主要通过以下方式进行改进：(1)改性正负极活性材料；(2)改善导电剂；(3)改善电解液和隔膜；(4)改进电池制作工艺；(5)对集流体进行改进。其中以对集流体和正负极活性材料的改进效果最为显著。然而现有技术中对电池负极活性材料的改性，其对提高电池的充放电效率和循环使用寿命效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中对电池负极活性材料的改性，无法显著提高电池的充放电效率和循环使用寿命的问题，进而提供了一种新的负极极片及其锂离子电池。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种负极极片，包括负极集流体及依次层叠设置于所述负极集流体表面的含碳导电涂层和活性材料层，所述活性材料层包括负极活性物质和添加剂,所述添加剂包括羧甲基纤维素锂,所述负极活性物质和添加剂的质量比为1:0.06-0.1。

优选的，所述添加剂还包括石墨纤维和聚乙烯蜡。

优选的，所述羧甲基纤维素锂、石墨纤维和聚乙烯蜡的质量比为1:0.05-0.1:0.05-0.1。

优选的，所述羧甲基纤维素锂、石墨纤维和聚乙烯蜡的质量比为1:0.08:0.06。

优选的，所述含碳导电涂层中的材料为石墨烯；所述石墨烯通过化学气相沉积法在所述负极集流体表面形成所述含碳导电涂层。在本发明中，所述化学气相沉积法为本领域常规制备方法。本发明通过化学气相沉积法在所述负极集流体表面形成所述含碳导电涂层的步骤包括：将负极集流体放入到反应室内进行化学气相沉积，在反应室内的温度达到810℃时，通入C₂H₂含量为8％的Ar/C₂H₂混合气体，并保温0.5h，保温结束后得到表面含有含碳导电涂层的负极集流体。

优选的，所述负极活性物质选自人造石墨、天然石墨和碳化硅中的一种或几种。

优选的，所述活性材料层还包括粘结剂和导电剂，

所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚中的一种或几种；

所述导电剂选自导电炭黑、片层石墨、碳纤维中的一种或几种。

优选的，所述负极活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为96:2.5-3.0:1.0-1.5。

优选的，所述负极集流体为铜箔或铝箔。