鋰離子二次電池及其負(fù)極片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用水溶性粘結(jié)劑的鋰離子二次電池及其負(fù)極片，水溶性粘結(jié)劑為聚醚類高分子聚合物，其由單體1～3聚合而成：單體1的化學(xué)式為式(1)，其中R1選自具有1到12個碳原子的烷基、具有2到8個碳原子的碳烯基、具有6到14個碳原子的芳香基中的任意一種，n為1到12之間的任意整數(shù)；單體2的化學(xué)式為式(2)；單體3的化學(xué)式為式(3)或式(4)，兩式中的X基團(tuán)分別選自反應(yīng)性硅基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)、乙烯類不飽和基團(tuán)、鹵素元素中的至少一種，式(4)中的m為整數(shù)1或2。本發(fā)明采用的粘接劑可有效提高鋰離子二次電池的充放電倍率和循環(huán)性能。
【專利說明】鋰離子二次電池及其負(fù)極片【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子二次電池領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有較高充放電倍率性能和較好循環(huán)性能的鋰離子二次電池及其負(fù)極片。
【背景技術(shù)】
[0002]硅和錫等合金因具有很高的理論能量密度，近年來已作為鋰離子二次電池的負(fù)極材料引起了廣泛關(guān)注。但是，這類合金材料的體積在鋰離子嵌入/脫出過程前后會發(fā)生很大的變化，因此其作為活性材料使用時，會在電池充放電循環(huán)過程中逐步與集流體分離而導(dǎo)致電池容量急劇衰減。另一方面，由于目前被廣泛用做鋰離子二次電池負(fù)極材料粘接劑的SBR ( 丁苯膠)等粘合強(qiáng)度都較低，也使得上述合金材料在鋰離子二次電池中的應(yīng)用受到了限制。
[0003]為了獲得更好的電極穩(wěn)定性，業(yè)界人士已提出一些粘合強(qiáng)度更好的交聯(lián)聚合物粘結(jié)劑，如聚氨酯類和聚丙烯酸酯類交聯(lián)聚合物等。這些粘接劑都具有良好的粘接效果，因此確實(shí)能夠在一定程度上減少電極活性材料與集流體的分離。但是，上述粘結(jié)劑都是電絕緣性粘接劑，其使用會導(dǎo)致負(fù)極電阻增大而引起電池充放電效率降低等問題；同時，由于它們的鋰離子傳導(dǎo)性能較差，因此會使得電池在高倍率或低溫充放電時有較大的容量損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種因使用具有良好鋰離子傳導(dǎo)性能和優(yōu)良粘合強(qiáng)度的粘結(jié)劑而具有理想充放電倍率性能和循環(huán)性能的鋰離子二次電池及其負(fù)極片。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目 的，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極片，其包括負(fù)極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極膜片，所述負(fù)極膜片包括負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑以及水溶性粘結(jié)劑，所述水溶性粘結(jié)劑為聚醚類高分子聚合物，其由單體I~3聚合而成:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子二次電池負(fù)極片，包括負(fù)極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極膜片，所述負(fù)極膜片包括負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑以及水溶性粘結(jié)劑，其特征在于:所述水溶性粘結(jié)劑為聚醚類高分子聚合物，其由單體I~3聚合而成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池負(fù)極片，其特征在于:所述水溶性粘結(jié)劑為直鏈型聚醚類高分子聚合物，其分子量優(yōu)選為50，000至1，500, 000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池負(fù)極片，其特征在于:所述聚醚類高分子聚合物粘結(jié)劑在負(fù)極片制備過程中反生過交聯(lián)反應(yīng)，在負(fù)極膜片中以網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物的形式存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子二次電池負(fù)極片，其特征在于:所述交聯(lián)反應(yīng)在交聯(lián)劑催化作用下發(fā)生或是在加入感光劑后使用紫外線照射引發(fā)，可使用的交聯(lián)劑為有機(jī)金屬化合物、多胺類化合物、酸酐類化合物、有機(jī)過氧化合物、偶氮化合物、多硫醇類化合物或硫脲類化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池負(fù)極片，其特征在于:所述聚醚類高分子聚合物占所述負(fù)極膜片總質(zhì)量的百分比為0.1%到10%，優(yōu)選為1%到3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池負(fù)極片，其特征在于:所述負(fù)極活性物質(zhì)是Si單質(zhì)、Sn單質(zhì)；或是包含Si或Sn的化合物、鹽、合金或氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子二次電池負(fù)極片，其特征在于:所述合金材料中包括TiSi2相和Si相。
8.—種鋰離子二次電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔于相鄰正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液，其特征在于:所述負(fù)極片為權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的負(fù)極片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子二次電池，其特征在于:所述正極片選用含鋰的復(fù)合金屬氧化物作為正極活性材料，選用鋁或涂布有導(dǎo)電碳的鋁箔作為正極集流體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子二次電池，其特征在于:所述電解液包括非水溶劑和溶解在其中的溶質(zhì)，其中，非水溶劑包括碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯中的一種或幾種，溶質(zhì)包括LiPF6、LiBF4^LiCl、LiAlCl4,LiSbF6、LiSCN、LiCF3S03、LiCF3CO2, LiN(CF3SO2)、LiAsF6, LiBC4O8 中的一種或幾種。
【文檔編號】H01M10/0525GK103500835SQ201310470405
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】洪響, 鐘開富 申請人:東莞新能源科技有限公司