申请/专利权人：浙江大学

申请日：2023-12-01

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN117613201B

主分类号：H01M4/139

分类号：H01M4/139;H01M4/13;H01M4/62;H01M4/137;H01M4/1399;H01M4/1393;H01M10/0525

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.03.15#实质审查的生效;2024.02.27#公开

摘要：本发明涉及锂离子电池技术，旨在提供一种锂离子电池负极片的制备方法及其在锂离子电池中的应用。包括：将经过酸化处理的石墨负极材料与CMC胶液、交联剂混合，得到负极浆料；将其涂布在集流体表面，使浆料发生酯化反应交联形成凝胶；再置于非对称冷源中进行超低温快速冷冻处理；然后抽真空使凝胶中的冰晶升华，得到具有定向孔道的三维网络结构的负极材料；进行加热处理使其碳化，最终得到具有三维导电网络的锂离子电池负极片。本发明冰晶升华过程中形成具有规则的三维直通孔道的低迂曲度厚电极，可改善厚电极的离子传输特性；三维导电网络均匀分布在电极内部，能提高机械强度并提供了良好的电子导通网络，使电池兼具高能量密度和高功率密度。

主权项：1.一种锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照质量比95︰5，称取石墨负极材料和用作粘结剂的羧甲基纤维素钠；将羧甲基纤维素钠与适量去离子水加入高速匀浆机中，经分散处理制得质量浓度为2%～6%的羧甲基纤维素钠胶液；（2）采用混合强酸对石墨负极进行酸化处理，使其表面具有亲水性官能；（3）取经过酸化处理的石墨负极材料和适量去离子水，加入羧甲基纤维素钠胶液中并混合均匀；继续加入羧酸类交联剂，交联剂与羧甲基纤维素钠的质量比为0.8︰1；在室温下持续搅拌2h使交联剂完全分散并溶解，补加去离子水调节粘度至4000~8000mPa·s，得到固含量为55%～75%的负极浆料；（4）将负极浆料转移至底部放有集流体的模具中，按电极的设计要求调整涂布厚度为100～800μm；然后将模具转移至真空干燥箱内，在60℃条件下预干燥，使浆料发生酯化反应交联形成凝胶；（5）将模具置于具有-150℃～-90℃温差的非对称冷源中，对凝胶进行超低温快速冷冻处理，处理时间0.5～2h；利用凝胶中溶剂水在非对称冷源条件下的单向凝结现象，使羧甲基纤维素钠和石墨负极材料在冰晶生长的带动下堆积到冰晶体的两侧；然后抽真空至1Pa并持续8h，使凝胶中的冰晶升华，得到具有定向孔道的三维网络结构的负极材料；（6）利用微波加热装置对负极材料进行加热处理使其碳化，最终得到具有三维导电网络的锂离子电池负极片。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 锂离子电池负极片的制备方法及其在锂离子电池中的应用

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