權(quán)利要求

1.負(fù)極片，其特征在于，包括集流體以及涂覆在所述集流體至少一個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，所述負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料，沿集流體涂覆面中心至四周的方向，所述負(fù)極材料涂層中所述硅基負(fù)極材料的含量逐漸降低。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極材料涂層包括多個(gè)涂層區(qū)域，所述多個(gè)涂層區(qū)域包括位于所述集流體涂覆面中心的中心涂層區(qū)域，以及沿所述集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞在所述中心涂層區(qū)域周圍的至少一個(gè)環(huán)形涂層區(qū)域； 可選的，所述中心涂層區(qū)域的邊緣與相鄰環(huán)形涂層區(qū)域的邊緣互相接觸，和/或任意兩個(gè)相鄰環(huán)形涂層區(qū)域的邊緣互相接觸。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)極片，其特征在于，沿集流體涂覆面中心至四周的方向，各涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的含量呈梯度降低。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)極片，其特征在于，針對任意兩個(gè)相鄰的所述涂層區(qū)域，靠近集流體涂覆面中心的所述涂層區(qū)域中含有第一含量的所述硅基負(fù)極材料，遠(yuǎn)離集流體涂覆面中心的所述涂層區(qū)域中含有第二含量的所述硅基負(fù)極材料，其中，所述第二含量占所述第一含量的百分比為40％～60％； 可選的，所述第二含量占所述第一含量的百分比為50％。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)極片，其特征在于，所述中心涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的重量百分含量為10％～50％，距離所述中心涂層區(qū)域最遠(yuǎn)的所述環(huán)形涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的重量百分含量為0％～20％。 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)極片，其特征在于， 所述負(fù)極材料涂層的厚度為70μm～150μm； 各所述涂層區(qū)域的寬度為1mm～60mm，優(yōu)選為3mm～60mm。 7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的負(fù)極片，其特征在于，所述集流體選自銅箔、鋁箔和PET復(fù)合集流體中的任一種； 可選的，所述集流體的厚度為4.5μm～10μm； 可選的，所述負(fù)極材料涂層中還含有非硅基負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，所述非硅基負(fù)極活性物質(zhì)選自石墨、中間相碳微球、硬碳和軟碳中的至少一種，所述導(dǎo)電劑選自導(dǎo)電炭黑、碳納米管、導(dǎo)電石墨、石墨烯和科琴黑中的至少一種，所述粘結(jié)劑選自羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的至少一種； 可選的，以所述負(fù)極材料涂層的總重量為基準(zhǔn)，所述硅基負(fù)極材料的重量百分含量為2.5-18wt％，所述非硅基負(fù)極活性物質(zhì)的重量百分含量為77-93wt％，所述導(dǎo)電劑的重量百分含量為0.5-2wt％，所述粘結(jié)劑的重量百分含量為1-5wt％； 可選的，所述硅基負(fù)極材料選自氧化亞硅、納米硅和硅碳中的至少一種。 8.制備權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的負(fù)極片的方法，其特征在于，包括：在集流體的至少一個(gè)表面上涂覆負(fù)極材料漿料，其中，所述負(fù)極材料漿料中含有硅基負(fù)極材料，沿集流體涂覆面中心至四周的涂覆方向，所述負(fù)極材料漿料中所述硅基負(fù)極材料的含量逐漸降低。 9.權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，包括如下操作： (1)在集流體的至少一個(gè)表面上涂覆至少兩份負(fù)極材料漿料，其中一份負(fù)極材料漿料涂覆于集流體涂覆面的中心，其余負(fù)極材料漿料沿集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞涂覆在中心處負(fù)極材料漿料的周圍； 其中，沿集流體涂覆面中心至四周的涂覆順序，各份負(fù)極材料漿料中所述硅基負(fù)極材料的含量呈梯度降低； (2)對涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體進(jìn)行干燥； 可選的，各份負(fù)極材料漿料的固含量為40％～60％。 10.鋰離子電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的負(fù)極片。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)極片及其制備方法與鋰離子電池。

背景技術(shù)

隨著化石燃料的日漸消耗以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，新能源汽車越來越受到人們的關(guān)注，鋰離子電池作為新能源汽車的動力來源，是影響新能源汽車性能的重要因素之一。

鋰離子電池由正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液等部分組成，其中，負(fù)極片作為鋰離子電池的重要組成部分之一，對鋰離子電池的性能影響十分重要。目前鋰電池負(fù)極片主要由石墨、硅粉、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等組成，在生產(chǎn)過程中通過將上述材料按照一定比例加入溶劑中，經(jīng)高速攪拌混合為漿料，然后均勻涂覆在集流體上，再經(jīng)干燥制成負(fù)極片。

隨著鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，人們對鋰離子電池電芯的能量密度的要求也越來越高，在負(fù)極片中加入硅基負(fù)極材料可顯著提升鋰離子電池電芯的能量密度。然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硅基負(fù)極材料用于硬殼鋰離子電池時(shí)，殼體邊緣棱角處容易產(chǎn)生黑斑，黑斑會逐漸向殼體中部擴(kuò)散，使得殼體逐漸受到破壞，最終導(dǎo)致硬殼鋰離子電池的使用壽命顯著縮短。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的含有硅基負(fù)極材料的硬殼鋰離子電池的殼體邊緣棱角處易產(chǎn)生黑斑，導(dǎo)致硬殼鋰離子電池的使用壽命顯著縮短的缺陷，從而提供一種負(fù)極片及其制備方法與鋰離子電池。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含有硅基負(fù)極材料的硬殼鋰離子電池的殼體邊緣棱角處易產(chǎn)生黑斑的原因在于，硅基負(fù)極材料在充放電過程中容易發(fā)生大幅度膨脹，而硬殼鋰離子電池的殼體邊緣棱角處的延展性較差，不易隨著硅基負(fù)極材料的膨脹而發(fā)生形變，導(dǎo)致這部分殼體及內(nèi)部的電池組件在硅基負(fù)極材料膨脹時(shí)受力較大，最終導(dǎo)致電池內(nèi)部的電解液被擠出，進(jìn)而產(chǎn)生黑斑。

為此，本發(fā)明提供一種負(fù)極片，包括集流體以及涂覆在所述集流體至少一個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，所述負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料，沿集流體涂覆面中心至四周的方向，所述負(fù)極材料涂層中所述硅基負(fù)極材料的含量逐漸降低。

可選的，所述負(fù)極材料涂層包括多個(gè)涂層區(qū)域，所述多個(gè)涂層區(qū)域包括位于所述集流體涂覆面中心的中心涂層區(qū)域，以及沿所述集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞在所述中心涂層區(qū)域周圍的至少一個(gè)環(huán)形涂層區(qū)域；

可選的，所述環(huán)形涂層區(qū)域的形狀為圓形或者方形；

可選的，所述中心涂層區(qū)域的邊緣與相鄰環(huán)形涂層區(qū)域的邊緣互相接觸，和/或任意兩個(gè)相鄰環(huán)形涂層區(qū)域的邊緣互相接觸。

可選的，沿集流體涂覆面中心至四周的方向，各涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的含量呈梯度降低。

可選的，針對任意兩個(gè)相鄰的所述涂層區(qū)域，靠近集流體涂覆面中心的所述涂層區(qū)域中含有第一含量的所述硅基負(fù)極材料，遠(yuǎn)離集流體涂覆面中心的所述涂層區(qū)域中含有第二含量的所述硅基負(fù)極材料，其中，所述第二含量占所述第一含量的百分比為40％～60％。例如，所述第二含量占所述第一含量的百分比可以為40％、45％，50％、55％或60％。

以三個(gè)涂層區(qū)域?yàn)槔?，靠近中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域?yàn)榈谝画h(huán)形涂層區(qū)域，遠(yuǎn)離中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域?yàn)榈诙h(huán)形涂層區(qū)域，第二環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的40-60％，第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為中心涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的40-60％。

優(yōu)選的，所述第二含量占所述第一含量的百分比為50％。示例性的，所述第一含量和所述第二含量可以是重量百分含量。

可選的，所述中心涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的重量百分含量為10％～50％，距離所述中心涂層區(qū)域最遠(yuǎn)的所述環(huán)形涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的重量百分含量為0％～20％。

可選的，所述負(fù)極材料涂層的厚度為70μm～150μm，優(yōu)選為100μm～120μm。

各所述涂層區(qū)域的寬度為1mm～60mm，優(yōu)選為3mm～60mm。例如，各所述涂層區(qū)域的寬度可以為3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm或55mm。

可選的，所述集流體選自銅箔、鋁箔和PET復(fù)合集流體中的任一種。示例性的，所述PET復(fù)合集流體可以是PET復(fù)合銅箔或者PET復(fù)合鋁箔。

可選的，所述集流體的厚度為4.5μm～10μm。例如，所述集流體的厚度可以為5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm或9.5μm。

示例性的，所述集流體可以是厚度為4.5μm～10μm的銅箔。

可選的，所述負(fù)極材料涂層中還含有非硅基負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，所述非硅基負(fù)極活性物質(zhì)選自石墨、中間相碳微球、硬碳和軟碳中的至少一種，所述導(dǎo)電劑選自導(dǎo)電炭黑、碳納米管、導(dǎo)電石墨、石墨烯和科琴黑中的至少一種，所述粘結(jié)劑選自羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的至少一種。導(dǎo)電石墨例如可以是KS-6。

可選的，以所述負(fù)極材料涂層的總重量為基準(zhǔn)，所述硅基負(fù)極材料的重量百分含量為2.5-18wt％，所述非硅基負(fù)極活性物質(zhì)的重量百分含量為77-93wt％，所述導(dǎo)電劑的重量百分含量為0.5-2wt％，所述粘結(jié)劑的重量百分含量為1-5wt％。

示例性的，所述非硅基負(fù)極活性物質(zhì)可以是石墨，所述石墨可以選自人造石墨和/或天然石墨。所述導(dǎo)電劑可以為導(dǎo)電炭黑，所述導(dǎo)電炭黑可以選自Super PLI和/或超導(dǎo)炭黑。

可選的，所述非硅基負(fù)極活性物質(zhì)的粒徑D50為5μm～20μm，比表面積為0.5m 2/g～4m 2/g。

可選的，所述硅基負(fù)極材料選自氧化亞硅、納米硅和硅碳中的至少一種。示例性的，所述硅基負(fù)極材料可以為氧化亞硅。

可選的，所述硅基負(fù)極材料的粒徑D50為0.2μm～40μm，比表面積為0.5m 2/g～40m 2/g。

本發(fā)明還提供了一種制備上述所述的負(fù)極片的方法，包括：在集流體的至少一個(gè)表面上涂覆負(fù)極材料漿料，其中，所述負(fù)極材料漿料中含有硅基負(fù)極材料，沿集流體涂覆面中心至四周的涂覆方向，所述負(fù)極材料漿料中所述硅基負(fù)極材料的含量逐漸降低。

可選的，所述方法包括如下操作：

(1)在集流體的至少一個(gè)表面上涂覆至少兩份負(fù)極材料漿料，其中一份負(fù)極材料漿料涂覆于集流體涂覆面的中心，其余負(fù)極材料漿料沿集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞涂覆在中心處負(fù)極材料漿料的周圍；

其中，沿集流體涂覆面中心至四周的涂覆順序，各份負(fù)極材料漿料中所述硅基負(fù)極材料的含量呈梯度降低；

(2)對涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體進(jìn)行干燥。

可選的，各份負(fù)極材料漿料的固含量為40％～60％。

可選的，各份負(fù)極材料漿料的粘度為2000～7000mPa.s。示例性的，各份負(fù)極材料漿料的固含量可以為41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％或59％，粘度可以為2500mPa.s、3000mPa.s、3500mPa.s、4000mPa.s、4500mPa.s、5000mPa.s、5500mPa.s、6000mPa.s、6500mPa.s或6800mPa.s。

本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，包括上述任一項(xiàng)所述的負(fù)極片。

可選的，所述鋰離子電池可以為硬殼鋰離子電池。所述鋰離子電池還可以包括正極片、隔膜和電解液，其中，正極片中含有的正極活性物質(zhì)可以選自鎳鈷錳三元正極材料、磷酸鐵鋰和錳酸鋰中的至少一種。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明提供的負(fù)極片，包括集流體以及涂覆在所述集流體至少一個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，所述負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料，沿集流體涂覆面中心至四周的方向，所述負(fù)極材料涂層中所述硅基負(fù)極材料的含量逐漸降低。由于該負(fù)極片具有中部硅基負(fù)極材料含量高，而邊緣硅基負(fù)極材料含量低的特點(diǎn)，因此，在充放電的過程中，該負(fù)極片的中部膨脹程度大而邊緣的膨脹程度小，這與硬殼鋰離子電池邊緣棱角處殼體不易形變而中部殼體易形變的特性相協(xié)調(diào)，從而能夠增加電池組件在硅基負(fù)極材料膨脹時(shí)的受力均一性，維持電池內(nèi)部電解液的分散均一性，避免邊緣棱角處殼體因受力較大而導(dǎo)致電解液擠出。因此，本發(fā)明的負(fù)極片能夠有效減少硬殼鋰離子電池殼體邊緣棱角處產(chǎn)生的黑斑數(shù)量，緩解電池在使用過程中的鼓脹現(xiàn)象，有效延長硬殼鋰離子電池的使用壽命，提升電池的安全性能。

2.本發(fā)明提供的負(fù)極片，包括多個(gè)涂層區(qū)域，沿集流體涂覆面中心至四周的方向，各涂層區(qū)域中所述硅基負(fù)極材料的含量呈梯度降低，各涂層區(qū)域具有適宜的寬度和厚度，各涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的含量梯度適宜，使得該負(fù)極片的膨脹特性能夠更好地協(xié)同電池殼體的受力形變特性，更有利于確保電池的正常運(yùn)行，并延長電池使用壽命，提升電池安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

提供下述實(shí)施例是為了更好地進(jìn)一步理解本發(fā)明，并不局限于所述最佳實(shí)施方式，不對本發(fā)明的內(nèi)容和保護(hù)范圍構(gòu)成限制，任何人在本發(fā)明的啟示下或是將本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)的特征進(jìn)行組合而得出的任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例中未注明具體實(shí)驗(yàn)步驟或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟的操作或條件即可進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)試劑產(chǎn)品。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種負(fù)極片，由如下方法制備：

(1)按照表1的用量，取硅基負(fù)極材料(氧化亞硅)、非硅基負(fù)極活性物質(zhì)(人造石墨)、導(dǎo)電劑(導(dǎo)電炭黑Super PLI及碳納米管CNT)、粘結(jié)劑(羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠)和溶劑(水)，通過高速攪拌制備負(fù)極材料漿料1～3；

表1實(shí)施例1中負(fù)極材料漿料1～3各組分用量

(2)取110mm×90mm×6μm的銅箔作為集流體，取負(fù)極材料漿料3涂覆在所述集流體一個(gè)表面中心處30mm×10mm的方形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為9.16mg/cm 2；

(3)取負(fù)極材料漿料2緊密環(huán)繞涂覆在操作(2)中方形區(qū)域周圍20mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為8.26mg/cm 2；

(4)取負(fù)極材料漿料1緊密環(huán)繞涂覆在操作(3)中環(huán)形區(qū)域周圍20mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為6.91mg/cm 2；

(5)重復(fù)操作(2)～(4)，將負(fù)極材料漿料1～3涂覆在所述集流體另一個(gè)表面上，得到涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體；

(6)將操作(5)得到的涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體于80℃下鼓風(fēng)烘烤12h，烘烤結(jié)束后進(jìn)行輥壓，使得負(fù)極材料涂層的厚度為115μm，得負(fù)極片。

本實(shí)施例制備得到的負(fù)極片如圖1所示，包括集流體以及涂覆在集流體兩個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料；負(fù)極材料涂層包括3個(gè)涂層區(qū)域，涂層區(qū)域包括位于集流體涂覆面中心的中心涂層區(qū)域，以及沿集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞在中心涂層區(qū)域周圍的第一環(huán)形涂層區(qū)域(靠近中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域)和第二環(huán)形涂層區(qū)域(遠(yuǎn)離中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域)；第二環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的50％，第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為中心涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的50％。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種負(fù)極片，由如下方法制備：

(1)按照表2的用量，取硅基負(fù)極材料(氧化亞硅)、非硅基負(fù)極活性物質(zhì)(人造石墨)、導(dǎo)電劑(導(dǎo)電炭黑Super PLI及碳納米管CNT)、粘結(jié)劑(羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠)和溶劑(水)，通過高速攪拌制備負(fù)極材料漿料1～3；

表2實(shí)施例2中負(fù)極材料漿料1～3各組分用量

(2)取110mm×90mm×6μm的銅箔作為集流體，取負(fù)極材料漿料3涂覆在所述集流體一個(gè)表面中心處30mm×10mm的方形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為9.45mg/cm 2；

(3)取負(fù)極材料漿料2緊密環(huán)繞涂覆在操作(2)中方形區(qū)域周圍20mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為8.43mg/cm 2；

(4)取負(fù)極材料漿料1緊密環(huán)繞涂覆在操作(3)中環(huán)形區(qū)域周圍20mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為6.64mg/cm 2；

(5)重復(fù)操作(2)～(4)，將負(fù)極材料漿料1～3依次涂覆在所述集流體另一個(gè)表面上，得到涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體；

(6)將操作(5)得到的涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體于80℃下鼓風(fēng)烘烤12h，烘烤結(jié)束后進(jìn)行輥壓，使得負(fù)極材料涂層的厚度為118μm，得負(fù)極片。

本實(shí)施例制備得到的負(fù)極片包括集流體以及涂覆在集流體兩個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料；負(fù)極材料涂層包括3個(gè)涂層區(qū)域，涂層區(qū)域包括位于集流體涂覆面中心的中心涂層區(qū)域，以及沿集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞在中心涂層區(qū)域周圍的第一環(huán)形涂層區(qū)域(靠近中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域)和第二環(huán)形涂層區(qū)域(遠(yuǎn)離中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域)；第二環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的40％，第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為中心涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的40％。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種負(fù)極片，由如下方法制備：

(1)按照表3的用量，取硅基負(fù)極材料(氧化亞硅)、非硅基負(fù)極活性物質(zhì)(人造石墨)、導(dǎo)電劑(導(dǎo)電炭黑Super PLI及碳納米管CNT)、粘結(jié)劑(羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠)和溶劑(水)，通過高速攪拌制備負(fù)極材料漿料1～3；

表3實(shí)施例3中負(fù)極材料漿料1～3各組分用量

(2)取110mm×90mm×6μm的銅箔作為集流體，取負(fù)極材料漿料3涂覆在所述集流體一個(gè)表面中心處30mm×10mm的方形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為8.88mg/cm 2；

(3)取負(fù)極材料漿料2緊密環(huán)繞涂覆在操作(2)中方形區(qū)域周圍20mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為8.15mg/cm 2；

(4)取負(fù)極材料漿料1緊密環(huán)繞涂覆在操作(3)中環(huán)形區(qū)域周圍20mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為7.16mg/cm 2；

(5)重復(fù)操作(2)～(4)，將負(fù)極材料漿料1～3依次涂覆在所述集流體另一個(gè)表面上，得到涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體；

(6)將操作(5)得到的涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體于80℃下鼓風(fēng)烘烤12h，烘烤結(jié)束后進(jìn)行輥壓，使得負(fù)極材料涂層的厚度為112μm，得負(fù)極片。

本實(shí)施例制備得到的負(fù)極片包括集流體以及涂覆在集流體兩個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料；負(fù)極材料涂層包括3個(gè)涂層區(qū)域，涂層區(qū)域包括位于集流體涂覆面中心的中心涂層區(qū)域，以及沿集流體涂覆面中心至四周的方向順次環(huán)繞在中心涂層區(qū)域周圍的第一環(huán)形涂層區(qū)域(靠近中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域)和第二環(huán)形涂層區(qū)域(遠(yuǎn)離中心涂層區(qū)域的環(huán)形涂層區(qū)域)；第二環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的60％，第一環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為中心涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的60％。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種負(fù)極片，由如下方法制備：

(1)按照表4的用量，取硅基負(fù)極材料(氧化亞硅)、非硅基負(fù)極活性物質(zhì)(人造石墨)、導(dǎo)電劑(導(dǎo)電炭黑Super PLI及碳納米管CNT)、粘結(jié)劑(羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠)和溶劑(水)，通過高速攪拌制備負(fù)極材料漿料1和2；

表4實(shí)施例4中負(fù)極材料漿料1和2各組分用量

(2)取110mm×90mm×6μm的銅箔作為集流體，取負(fù)極材料漿料2涂覆在所述集流體一個(gè)表面中心處50mm×30mm的方形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為8.64mg/cm 2；

(3)取負(fù)極材料漿料1緊密環(huán)繞涂覆在操作(2)中方形區(qū)域周圍30mm寬的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，漿料中固料的涂覆面密度為7.45mg/cm 2；

(4)重復(fù)操作(2)～(3)，將負(fù)極材料漿料1～2依次涂覆在所述集流體另一個(gè)表面上，得到涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體；

(5)將操作(4)得到的涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體于80℃下鼓風(fēng)烘烤12h，烘烤結(jié)束后進(jìn)行輥壓，使得負(fù)極材料涂層的厚度為110μm，得負(fù)極片。

本實(shí)施例制備得到的負(fù)極片包括集流體以及涂覆在集流體兩個(gè)表面上的負(fù)極材料涂層，負(fù)極材料涂層中含有硅基負(fù)極材料；負(fù)極材料涂層包括2個(gè)涂層區(qū)域，涂層區(qū)域包括位于集流體涂覆面中心的中心涂層區(qū)域，環(huán)繞在中心涂層區(qū)域周圍的1個(gè)環(huán)形涂層區(qū)域；環(huán)形涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量為中心涂層區(qū)域中硅基負(fù)極材料的重量百分含量的50％。

對比例

本對比例提供一種負(fù)極片，由如下方法制備：

(1)取氧化亞硅9g、人造石墨86g、導(dǎo)電炭黑Super PLI 1g、碳納米管CNT0.5g、羧甲基纖維素鈉0.5g、丁苯橡膠3g和水150g，通過高速攪拌制備負(fù)極材料漿料；

(2)取110mm×90mm×6μm的銅箔作為集流體，取操作(1)中得到的負(fù)極材料漿料涂覆在所述集流體的兩個(gè)表面上，漿料中固料的涂覆面密度為8.0mg/cm 2，得到涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體；

(3)將操作(2)得到的涂覆有負(fù)極材料漿料的集流體于80℃下鼓風(fēng)烘烤12h，烘烤結(jié)束后進(jìn)行輥壓，使得負(fù)極材料涂層的厚度為110μm，得負(fù)極片。

實(shí)驗(yàn)例

分別利用實(shí)施例1-4以及對比例制備的負(fù)極片制備鋰離子電池，制備方法如下：

取高鎳正極材料Ni83，按照Ni83：Super PLI：CNT：PVDF＝96.0：1.5：1.0：1.5的重量比勻漿后，按照漿料中固料的涂覆面密度19.4mg/cm 2涂覆鋁箔(12μm)，烘烤結(jié)束后進(jìn)行輥壓，使得正極材料涂層的厚度為123μm，模切為105mm×85mm的正極極片，以9μmPE極膜+3μm氧化鋁陶瓷層為隔膜，采用高鎳硅基電解液(廠家：廣州天賜高新材料股份有限公司，型號：TC-E8634-F2TC-E8634-F2)，與上述實(shí)施例負(fù)極分別組裝，做成方殼電池。

對上述制備的各鋰離子電池進(jìn)行容量保持率測試，測試條件為：25℃，1C充電至4.2V，轉(zhuǎn)恒壓充電至0.05C，1C放電至2.5V，100％DOD循環(huán)。測試結(jié)果如表5所示。

表5各鋰離子電池的容量保持率測試結(jié)果

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。

負(fù)極片及其制備方法與鋰離子電池.pdf