[发明专利]一种锂离子电池负极及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种锂离子电池负极及其制备方法和用途，所述锂离子电池负极包括集流体以及包覆集流体的浆料膜；所述浆料膜包括N型导电有机物；所述N型导电有机物包括聚苯胺、聚苯胺衍生物、苝四酸酐、苝四酸酐衍生物，芳香二酰亚胺或芳香二酰亚胺衍生物中的任意一种或至少两种的组合，通过将含有混合N型导电有机物的浆料涂布在集流体上的制备方法，将N型导电有机物添加到锂离子电池负极中，能够提升锂离子电池的快速充电能力，能够加速锂离子向负极扩散，减小浓差极化，有效提升锂离子电池的充电速度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极及其制备方法和用途。

背景技术

随着移动电子设备和电动汽车等领域的发展，锂离子电池的充电速度愈发受到重视。提升锂离子电池的快速充电能力，需要保证锂离子在极片内具有较快的扩散速度。锂离子在极片中的扩散速度受极片的配方、孔隙结构和厚度影响，因此，锂电池行业中通常从以上三个方面进行改进。降低电极厚度是提升电芯快充性能的有效方法，但是会不可避免地导致电池能量密度下降。极片孔隙结构可通过添加造孔剂和物理造孔的方式进行，但是造孔剂易残留在极片中危害电池性能，而物理造孔方法易产生粉尘，造成安全隐患。多层涂布方法可实现电极内孔隙的优化分布，但是工艺难度较大，且会增加成本。此外，导电剂与粘结剂配方也会影响锂离子的传输，但进一步优化改进的空间不大。

CN110148708A公开了一种负极片及锂离子电池，所述负极片包括负极集流体以及涂布在该负极集流体上的膜层；膜层分为两层，第一层涂膜层为靠近负极集流体的底层石墨涂层；第二层涂膜层为远离铜箔的顶层含硅涂层；采用双层涂布的技术，将2种浆料同时涂布到负极集流体上，在负极集流体的同侧形成双层涂膏结构后，制得含硅的涂层在顶层，不含硅的纯石墨层在底层的双层涂布负极片，但所述负极片结构和制备方法较为复杂。

CN106941167A公开了一种锂离子电池多孔复合负极材料及其制备方法，所述的制备方法，包括以下步骤：将多孔石墨材料、导电剂、聚合物、造孔剂于溶剂中混合均匀，得电纺丝液；将电纺丝液进行电纺丝制得复合纤维；在惰性气体保护下，先将复合纤维在300℃保温1h，然后在1000～1500℃的温度范围内煅烧0.5h～15h，降至室温即得或者先将复合纤维在300～320℃保温1～2h，然后在1000～1500℃煅烧0.5～15h，冷却后加入化学腐蚀剂除去造孔剂，干燥后冷却得，但所述负极材料的制备方法较为复杂。

CN112864351A公开了一种负极及包含该负极的锂二次电池，所述负极包括集流体、第一负极活性材料层、第二负极活性材料层，所述第一负极活性材料层形成在所述集流体的至少一个表面上，包括作为负极活性材料的天然石墨、人造石墨的混合物和第一粘合剂；所述第二负极活性材料层形成在所述第一负极活性材料层上，包括作为负极活性材料的磷碳复合物和第二粘合剂，但所述负极片结构和制备方法较为复杂。

因此，有必要开发一种负极的结构简单，制备方法简单，且能够有效提升锂离子电池的充电速度的锂离子电池负极。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池负极及其制备方法和用途，所述锂离子电池负极包括集流体以及包覆集流体的浆料膜；所述浆料膜包括N型导电有机物；本发明通过混合N型导电有机物、负极主材、导电剂、粘结剂和溶剂，再涂布在集流体上的制备方法，将N型导电有机物添加到锂离子电池负极中，能够提升锂离子电池的快速充电能力，应用于锂离子电池中，N型导电有机物中的富电子基团可对电解液中的锂离子产生较强的吸附作用，能够加速锂离子向负极扩散，减小浓差极化，有效提升锂离子电池的充电速度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：