本發(fā)明專利技術(shù)屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)極片及其制備方法以及鋰離子電池，包括負(fù)極集流體、設(shè)置于負(fù)極集流體至少一表面的第一活性漿料層、設(shè)置于第一活性漿料層表面的第二活性漿料層，所述第二活性漿料層包括碳素材料包覆的相變膠囊，所述相變膠囊包括囊芯和包覆于囊芯外表面的壁材，所述囊芯為相變材料。本發(fā)明專利技術(shù)的一種負(fù)極片具有兩層涂布，而且最外表面的第二活性漿料層具有碳素材料包覆的相變膠囊，從而使極片形成由外至內(nèi)孔隙率逐漸減少的梯度，從而提高鋰離子的脫嵌和電解液的浸潤，提高鋰離子電池的能量密度和倍率性能，同時相變膠囊能夠緩解極片的溫度變化，提高鋰離子電池的安全性能。子電池的安全性能。子電池的安全性能。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種負(fù)極片及其制備方法以及鋰離子電池
[0001]本專利技術(shù)屬于鋰離子電池
，尤其涉及一種負(fù)極片及其制備方法以及鋰離子電池。
技術(shù)介紹
[0002]近年來，隨著電動汽車、電子設(shè)備和大規(guī)模電網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，對動力電池與消費電子類電池領(lǐng)域?qū)﹄姵匾笤絹碓礁?，普遍希望能滿足高快充、高容量和高安全的要求，但目前對鋰離子電池來說無論是能量密度，還是快充能力，都已經(jīng)越來越接近極限，這就要求必須在技術(shù)上尋求新的突破，必須針對化學(xué)體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行深刻創(chuàng)新，進(jìn)而實現(xiàn)新一代滿足市場要求的鋰離子電池。
[0003]專利CN113363418A通過調(diào)控漿液固含量，采用雙層涂布，實現(xiàn)了厚涂布極片的孔隙梯度變化，有利于提高鋰離子電池的能力密度和倍率性能，但受限于漿料配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計，難以提高鋰離子電池的安全性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)的目的之一在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種負(fù)極片具有兩層涂布，具有較高的能量密度和倍率性能，同時能夠緩解極片的溫度變化，提高鋰離子電池的安全性能。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
[0006]一種負(fù)極片，包括負(fù)極集流體、設(shè)置于負(fù)極集流體至少一表面的第一活性漿料層、設(shè)置于第一活性漿料層表面的第二活性漿料層，所述第二活性漿料層包括碳素材料包覆的相變膠囊，所述相變膠囊包括囊芯和包覆于囊芯外表面的壁材，所述囊芯為相變材料。
[0007]通過在第二活性漿料層中設(shè)置碳素材料包覆的相變膠囊，可以增加極片的孔隙率，從而提高鋰離子的擴(kuò)散速度，提升倍率性能，而且同時相變膠囊能夠緩解極片的溫度變化，提高鋰離子電池的安全性能，相變膠囊經(jīng)過碳素材料的包覆提高了導(dǎo)熱性能，更好地緩解快速放電所產(chǎn)生的熱量，提高電池的安全性能；而且由于炭素材料的疏水特征，負(fù)極極片在烘烤過程中，容易形成大量的孔隙，從而提高鋰離子的擴(kuò)散速度，提升倍率性能。
[0008]優(yōu)選地，所述碳素材料包覆的相變膠囊的粒徑為5～20μm。
[0009]優(yōu)選地，所述相變材料為十二結(jié)晶水硫酸鋁銨、三水合醋酸鈉、石蠟、硬脂酸、棕櫚酸、三羥基甲基乙烷、2
?
氨基
?2?
甲基
?
1,3
?
丙二醇中的一種或多種。其中，相變材料的相變溫度為55～110℃。十二結(jié)晶水硫酸鋁銨的相變溫度為93℃，三水合醋酸鈉的相變溫度為58℃，硬脂酸的相變溫度為63℃，棕櫚酸的相變溫度為69℃，三羥基甲基乙烷的相變溫度為81℃，2
?
氨基
?2?
甲基
?
1,3
?
丙二醇的相變溫度為57℃。
[0010]其中，所述負(fù)極集流體的厚度為5～30μm。
[0011]優(yōu)選地，所述第一活性漿料層的厚度為80～150μm和/或第二活性漿層的厚度為80～150μm。第一洗性漿料層和第二活性漿料層使用厚涂布，厚涂布可以增加能量密度。
[0012]優(yōu)選地，所述第一活性漿料層包括以下重量份數(shù)的原料：第一負(fù)極活性物質(zhì)70
?
95份，第一導(dǎo)電劑1
?
5份，第一粘結(jié)劑1
?
10份，第一分散劑1
?
5份以及第一溶劑80
?
100份。
[0013]優(yōu)選地，所述第二活性漿料層包括以下重量份數(shù)的原料：第二負(fù)極活性物質(zhì)70
?
95份，第二導(dǎo)電劑1
?
5份，第二粘結(jié)劑1
?
10份，第二分散劑1
?
5份，第二溶劑80
?
100份以及碳素材料包覆的相變膠囊2～15份。
[0014]本專利技術(shù)的目的之二在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種負(fù)極片的制備方法，操作簡單，易操控，可批量生產(chǎn)。
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
[0016]一種負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟：
[0017]步驟S1、取第一負(fù)極活性物質(zhì)、第一導(dǎo)電劑、第一粘結(jié)劑、第一分散劑和第一溶劑，將第一負(fù)極活性物質(zhì)、第一導(dǎo)電劑、第一粘結(jié)劑、第一分散劑加入第一溶劑中攪拌混合得到第一漿料；
[0018]步驟S2、取第二負(fù)極活性物質(zhì)、第二導(dǎo)電劑、第二粘結(jié)劑、第二分散劑、碳素材料包覆的相變膠囊和第二溶劑，將第二負(fù)極活性物質(zhì)、第二導(dǎo)電劑、第二粘結(jié)劑、第二分散劑、碳素材料包覆的相變膠囊加入第二溶劑中攪拌混合得到第二漿料；
[0019]步驟S3、取負(fù)極集流體，將第一漿料涂覆于負(fù)極集流體至少一表面干燥形成第一活性漿料層制得基片；
[0020]步驟S4、將第二漿料涂覆于第一活性漿料層表面干燥形成第二活性漿料層制得負(fù)極片。
[0021]優(yōu)選地，所述碳素材料包覆的相變膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0022]步驟A1、取相變膠囊和第三溶劑，將相變膠囊溶解于第三溶劑中得到相變膠囊分散液；
[0023]步驟A2、量取氧化石墨烯分散液，將氧化石墨烯分散液滴入相變膠囊分散液中，加熱攪拌，洗滌烘干得到預(yù)處理微膠；
[0024]步驟A3、將預(yù)處理微膠加入氫碘酸中加熱還原，洗滌得到碳素材料包覆的相變膠囊。
[0025]具體地，第三溶劑為去離子水，質(zhì)量濃度為2
?
5mg/ml氧化石墨烯分散體溶液的質(zhì)量濃度為2
?
5mg/ml，氧化石墨烯分散溶液的加入方式為一滴一滴地加入，在55℃下繼續(xù)攪拌1h后，過濾得到的氧化石墨烯包覆的微膠囊，用蒸餾水和乙醇溶液交替洗滌3次，50℃下烘箱干燥24h。將得到的氧化石墨烯包覆的微膠用氫碘酸在90℃的烘箱中還原6h，隨后用蒸餾水和乙醇溶液交替洗滌3次，得到石墨烯包覆的微膠囊，即得到一種炭素材料包覆的相變膠囊。
[0026]優(yōu)選地，所述相變膠囊的制造方法包括以下步驟：
[0027]步驟B1、量取聚乙烯醇和第四溶劑，將聚乙烯醇溶解于第四溶劑中加熱得到第一溶液；
[0028]步驟B2、取相變材料和表面活性劑，將相變材料、表面活性劑混合，加熱攪拌預(yù)乳化處理得到有機油相混合液；
[0029]步驟B3、將第一溶液加入有機油相混合液中攪拌得到水包油乳液；
[0030]步驟B4、量取正硅酸乙酯和醋酸溶液，將正硅酸乙酯和醋酸溶液先后逐滴加入水
包油乳液中進(jìn)行反應(yīng)制得相變膠囊。
[0031]具體地，相變膠囊的制造方法，以石蠟為相變材料制備相變膠囊為例：
[0032](1)將1.5g聚乙烯醇溶解在98.5mL蒸餾水中，加熱至70℃并充分溶解聚乙烯醇；
[0033](2)將9.2g石蠟和3.0g混合表面活性劑(司班80和吐溫80質(zhì)量比為0.45:0.55)混合形成有機油相混合液，加熱至70℃轉(zhuǎn)速為200r/min，低速攪拌對芯材進(jìn)行預(yù)乳化處理；
[0034](3)將聚乙烯醇水溶液加入到有機油相混合液中，并以600r/min的攪拌速度機械乳化該混合物以形成水包油O/W乳液；
[00本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種負(fù)極片，其特征在于，包括負(fù)極集流體、設(shè)置于負(fù)極集流體至少一表面的第一活性漿料層、設(shè)置于第一活性漿料層表面的第二活性漿料層，所述第二活性漿料層包括碳素材料包覆的相變膠囊，所述相變膠囊包括囊芯和包覆于囊芯外表面的壁材，所述囊芯為相變材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極片，其特征在于，所述碳素材料包覆的相變膠囊的粒徑為5～20μm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極片，其特征在于，所述相變材料為十二結(jié)晶水硫酸鋁銨、三水合醋酸鈉、石蠟、硬脂酸、棕櫚酸、三羥基甲基乙烷、2
?
氨基
?2?
甲基
?
1,3
?
丙二醇中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的負(fù)極片，其特征在于，所述第一活性漿料層的厚度為80～150μm和/或第二活性漿層的厚度為80～150μm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極片，其特征在于，所述第一活性漿料層包括以下重量份數(shù)的原料：第一負(fù)極活性物質(zhì)70
?
95份，第一導(dǎo)電劑1
?
5份，第一粘結(jié)劑1
?
10份，第一分散劑1
?
5份以及第一溶劑80
?
100份。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極片，其特征在于，所述第二活性漿料層包括以下重量份數(shù)的原料：第二負(fù)極活性物質(zhì)70
?
95份，第二導(dǎo)電劑1
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5份，第二粘結(jié)劑1
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10份，第二分散劑1
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5份，第二溶劑80
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100份以及碳素材料包覆的相變膠囊2～15份。7.根據(jù)權(quán)利要求1
?
6中任一項...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：帥波，王志斌，徐雄文，周穎，
申請(專利權(quán))人：湖南立方新能源科技有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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