[发明专利]一种电动工具用锂离子电池的石墨负极的制备方法

说明书

本发明提供了一种电动工具用锂离子电池的石墨负极的制备方法，其中所述石墨负极包括集流体以及位于集流体表面的结构化的活性材料层，所述活性材料层中包括活性材料，碳纳米纤维，以及粘结剂，所述活性材料包括天然石墨和人造石墨，所述天然石墨的平均粒径D50为5.6‑5.8μm，所述人造石墨的平均粒径D50为3.2‑3.5μm，所述碳纳米纤维包括平均长度为130‑150μm的碳纳米纤维a，以及平均长度为18‑22μm的碳纳米纤维b；所述制备方法包括将上述材料按照不同的比例配置第一浆料，第二浆料以及第三浆料，然后分别依次涂布在所述集流体上干燥，得到所述结构化的活性材料层，所述制备方法得到的石墨负极，具有较高的能量密度，倍率性能，电解液稳定性，以及循环寿命。

技术领域

本发明涉及一种电动工具用锂离子电池的石墨负极的制备方法，所述电动工具尤其为电动洗车枪。

背景技术

电动工具用锂离子电池负极一般采用的都是石墨负极，天然石墨具有来源广泛，能量密度高，容易加工等优点，是作为负极活性材料的首选，但是电池中的电解液在高温下以及高电位下时，容易在负极表面出现插层现象，链状碳酸酯的官能团容易嵌入天然石墨的层中，导致负极的活性材料结构塌陷，并且也会导致电解液材料在负极表面发生分解，而现在一般的解决办法就是采用人造石墨替代天然石墨，但是人造石墨的能量密度相对较低，导电性比天然石墨小，并且压实密度难以做到天然石墨那么大，从而导致负极的能量密度和倍率性能降低，而人造石墨和天然石墨混合的混合负极，也难以实现较高的能量密度以及高温下的高稳定性。

发明内容

本发明提供了一种电动工具用锂离子电池的石墨负极的制备方法，其中所述石墨负极包括集流体以及位于集流体表面的结构化的活性材料层，所述活性材料层中包括活性材料，碳纳米纤维，以及粘结剂，所述活性材料包括天然石墨和人造石墨，所述天然石墨的平均粒径D50为5.6-5.8μm，所述人造石墨的平均粒径D50为3.2-3.5μm，所述碳纳米纤维包括平均长度为130-150μm的碳纳米纤维a，以及平均长度为18-22μm的碳纳米纤维b；所述制备方法包括将上述材料按照不同的比例配置第一浆料，第二浆料以及第三浆料，然后分别依次涂布在所述集流体上干燥，得到所述结构化的活性材料层，所述制备方法得到的石墨负极，具有较高的能量密度，倍率性能，电解液稳定性，以及循环寿命。

具体的方案如下：

一种电动工具用锂离子电池的石墨负极的制备方法，其中所述石墨负极包括集流体以及位于集流体表面的结构化的活性材料层，所述活性材料层中包括活性材料，碳纳米纤维，以及粘结剂，所述活性材料包括天然石墨和人造石墨，所述天然石墨的平均粒径D50为5.6-5.8μm，所述人造石墨的平均粒径D50为3.2-3.5μm，所述碳纳米纤维包括平均长度为130-150μm的碳纳米纤维a，以及平均长度为18-22μm的碳纳米纤维b；所述制备方法包括：

1)、将天然石墨，分散剂，粘结剂分散在溶剂中制成天然石墨浆料；

2)、将人造石墨，分散剂，粘结剂分散在溶剂中制成人造石墨浆料；

3)、将碳纳米纤维a，分散剂，分散在溶剂中制成碳纳米纤维a浆料；

4)、将碳纳米纤维b，分散剂，分散在溶剂中制成碳纳米纤维b浆料；

5)、将上述步骤1-4中制备得到的浆料按照不同的比例配置第一浆料，第二浆料以及第三浆料，然后分别依次涂布在所述集流体上干燥，得到所述结构化的活性材料层。

进一步的，其中步骤1-4中制备得到的浆料的固含量为50-54％。

进一步的，其特征在于：所述制备方法包括：

1)将粘结剂，分散剂加入到溶剂中，搅拌，分散均匀后，分批加入天然石墨，搅拌，得到天然石墨浆料，其中所述粘结剂，分散剂和天然石墨的重量比为3-5:1-3:100；