CN112072110A - 负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池。本申请中，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物，及第二聚合物；其中，所述第一聚合物的平均分子量大于所述第二聚合物的平均分子量，使用了其的锂离子电池在同等能量密度下，电化学性能尤其是快充性能显著提升，可实现充电效率提高的目标。

Description

负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池
技术领域
本发明实施例涉及锂离子电池领域，特别涉及负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池。
背景技术
电子设备向小型化，便捷化趋势发展，锂离子电池作为其主要储能设备，提高其能量密度和充电效率是本领域迫切需要解决的问题。
锂电池的电极主要由活性物质、导电剂、粘结剂和集流体组成。锂离子电池的能量密度与电池内部电极活性物质的活动相关。通常提高锂电池能量密度的方式是增加负载在电极上的活性物质比率。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
随着负载在电极上的活性材料的增加，锂离子在电极中的动力学扩散条件变差，致使电池充放电倍率降低，进而影响其快充性能。因此，需提供一种在同等能量密度下，提高电池电化学性能，尤其是快充性能的方法。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种负极，使得使用了其的锂离子电池在同等能量密度下，电化学性能尤其是快充性能显著提升，实现充电效率提高的目标。
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种负极，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物，及第二聚合物；其中，所述第一聚合物的平均分子量大于所述第二聚合物的平均分子量。
本发明第一方面提供的负极相对于现有技术而言，负极核心成分包括：包括：集流体以及在所述集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物，及第二聚合物；其中，所述第一聚合物的平均分子量大于所述第二聚合物的平均分子量，所述第一聚合物溶于去离子水中形成网络结构，较小平均分子量的所述第二聚合物穿插在第一聚合物形成的网络结构中，填补第一聚合物形成的空隙，形成更加致密的网络结构，进而使得负极活性材料层具备更低的孔隙率和更好的导电性，改善了电极动力学条件，使得使用了其的锂离子电池在同等能量密度下，电化学性能尤其是快充性能显著提升，实现充电效率提高的目标。此外，使用了其的锂离子电池还具有较高的充放电比容量、较低的阻抗、较高的充放电倍率、以及较好的高低温适应性。
在一实施例中，所述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的5-100倍。
在一实施例中，所述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的10-80倍。
在一实施例中，所述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的20-50倍。
在一实施例中，所述第一聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔胶中的至少一种。
在一实施例中，所述第二聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶、瓜尔胶中的至少一种。
在一实施例中，所述第一聚合物分子量范围为800000～10000000；所述第二聚合物分子量范围为10000～500000。
在一实施例中，所述第一聚合物分子量范围为3000000～7000000；所述第二聚合物分子量范围为100000～300000。
在一实施例中，所述第一聚合物分子量范围为4000000～6000000；所述第二聚合物分子量范围为150000～200000。
在一实施例中，所述第一聚合物和/或所述第二聚合物具有碳和氧组成的骨架，所述碳和氧组成的骨架包括至少一个羟基和-COOY，其中Y为碱金属族元素。
在一实施例中，所述碳和氧组成的骨架包括如式(Ⅰ)所示的重复单元：
Figure BDA0002684898320000021
其中R1、R2、R3选自氢、C1-4的烷基或烷氧基、C1-8的亚烷基或亚烷氧基、-CH2COOY、-CCH3HCOOY或-CCH3CH3COOY，其中Y为碱金属族元素。
在一实施例中，所述R1、R2、R3选自氢、C1-4的烷基、或-CH2COOY，其中Y为锂。
在一实施例中，所述第一聚合物n值范围为8500～80000，所述第二聚合物n值范围为100～3500。
在一实施例中，所述第一聚合物n值范围为10000～40000，所述第二聚合物n值范围为500～2000。
在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为9:1至1:9。
在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为8:2至2:8。
在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.0～3.0％。
在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.3～1.7％。
在一实施例中，在所述电极增稠剂中，所述去离子水的质量百分比为95.0～98.0％。
在一实施例中，所述电极增稠剂的黏度范围为：6000～8000mPas。
在一实施例中，所述电极增稠剂的黏度为：7000mPas。
在一实施例中，所述电极增稠剂的质量百分含量范围为：0.5～1.0％。
在一实施例中，所述负极活性材料选自锂金属；锂合金；能够脱嵌锂的碳材料；锡；锡化物；硅；硅化合物；及钛酸锂化合物中的至少一种。
在一实施例中，在所述负极活性材料层中，所述负极活性物质的质量百分含量范围为：80～99％。
在一实施例中，所述集流体选自铜箔；镍箔；不锈钢箔；钛箔；镍泡沫体；铜泡沫体；及涂布有导电金属的聚合物材料中的至少一种。
在一实施例中，所述粘结剂选自丁苯橡胶；丁腈橡胶；丁二烯橡胶；改性丁二烯橡胶；羧基改性丁苯橡胶；及改性聚有机硅氧烷类聚合物中的至少一种。
在一实施例中，所述导电剂选自天然石墨；人造石墨；炭黑；乙炔黑；碳纤维；聚亚苯基衍生物；及包含铜、镍、铝、银的金属粉末或金属纤维中的至少一种。
在一实施例中，所述负极的厚度范围为：0.130～0.150mm。
本发明第二方面还提供了一种制备上述负极的方法，所述方法包括步骤：
a、匀浆：将所述粘结剂、所述导电剂、所述负极活性材料、以及所述电极增稠剂混合并搅拌制成浆料；和
b、涂布：用去离子水稀释a步骤所述浆料后涂布在所述集流体上制成所述负极的粗品；和
c、压实：压实步骤b所述负极的粗品制成所述负极。
在一实施例中，所述涂布为双面涂布。
在一实施例中，所述涂布通过涂布机进行，所述涂布速度范围为0.8～1.2m/min-1。
在一实施例中，所述压实通过锟压机进行，所述压实密度范围为1.4～1.8g/cm-3，所述锟压速度范围为0.6～1.0m/min。
本发明第三方面还提供了包含上述负极的锂电池，所述锂电池包括：
上述负极；
正极；
隔膜；及
非水电解液。
具体实施方式
本发明的实施方式提供一种负极，其具有更低的孔隙率、更好的导电性以及更好的电极动力学条件，使用了其的锂离子电池在同等能量密度下，电化学性能尤其是快充性能显著提升，实现充电效率提高的目标。此外，使用了其的锂离子电池还具有较高的充放电比容量、较低的阻抗、较高的充放电倍率、以及较好的高低温适应性。
作为本发明第一方面提供的负极，包括：集流体以及在所述集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，电极增稠剂包括：去离子水；第一聚合物；及第二聚合物，其中第一聚合物的平均分子量大于所述第二聚合物的平均分子量。前述电极增稠剂具有更加致密的相互交联的网络结构，这种致密的相互交联的网络结构由第一聚合物和第二聚合物溶于去离子水中形成，具体地，第二聚合物具备较短的骨架，可穿插在第一聚合物形成的网络结构中，填补第一聚合物形成的网络结构中的空隙，形成更加致密的网络结构。
进一步地，在一个实施方式中，上述第一聚合物的平均分子量是第二聚合物的平均分子量的5-100倍。
进一步地，在一个实施方式中，上述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的10-80倍。
进一步地，在一个实施方式中，上述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的20-50倍。
在一个实施方式中，上述第一聚合物为羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸(Poly(Acrylic Acid))、海藻酸钠(Sodium Alginate)、黄原胶(Xanthan Gum)、瓜尔胶(GuarGum)或其组合；上述第二聚合物为羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸(Poly(AcrylicAcid))、海藻酸钠(Sodium Alginate)、黄原胶(Xanthan Gum)、瓜尔胶(Guar Gum)或其组合。
进一步地，在一个实施方式中，上述第一聚合物和上述第二聚合物均为羧甲基纤维素锂。
进一步地，在一个实施方式中，第一聚合物和/或第二聚合物所述具有碳和氧组成的骨架，所述碳和氧组成的骨架包括至少一个羟基和-COOY，其中Y为碱金属族元素，在一个实施方式中，Y为锂。可以认为锂相比其他碱金属元素，可改善锂离子传导。
进一步地，上述第一聚合物分子量范围为800000～10000000，在一个实施方式中，上述第一聚合物分子量范围为3000000～7000000；上述第二聚合物分子量范围为10000～500000，在一个实施方式中，上述第二聚合物分子量范围为100000～300000。
在一个实施方式中，碳和氧组成的骨架包括如式(Ⅰ)所示的重复单元：
Figure BDA0002684898320000051
其中R1、R2、R3选自氢、C1-4的烷基或烷氧基、C1-8的亚烷基或亚烷氧基、-CH2COOY、-CCH3HCOOY或-CCH3CH3COOY，其中Y为碱金属族元素；在一个实施方式中，R1、R2、R3选自氢、C1-4的烷基、或-CH2COOY，其中Y为锂。可以认为锂相比其他碱金属元素，可改善锂离子传导。
在一个实施方式中，上述更加致密的相互交联的网络结构相对锂离子呈现化学惰性。
上述溶于去离子水，可理解为其是在去离子水中共混，共混的形式可选物理共混。
进一步地，上述第一聚合物n值范围为8500～80000，在一个实施方式中，上述第一聚合物n值范围为10000～40000；上述第二聚合物n值范围为100～3500，在一个实施方式中，上述第二聚合物n值范围为500～2000。可以认为，第一聚合物n值范围在8500～80000时，其形成的网络更大且粘性适中，若第一聚合物n值超出80000，则材料容易产生凝胶或聚集现象，若第一聚合物n值小于8500则难以形成大的网络结构，同时粘性不足；第二聚合物n值范围在100～3500时，其可以更好的填补第一聚合物形成的大网络结构中的空隙，有利于形成更加致密的互相交联的网络结构，使得负极活性材料层具备更低的孔隙率和更好的导电性。
进一步地，相对于电极增稠剂的总重量，上述第一聚合物：第二聚合物的质量百分含量比为9:1至1:9，在一个实施方式中，上述第一聚合物：第二聚合物的质量百分含量比为8:2至2:8，可以认为相对于电极增稠剂的总重量，上述第一聚合物和上述第二聚合物在该质量百分比范围内制备的电极增稠剂可以形成致密的互相交联的网络结构，有助于提升电化学性能。
进一步地，相对于电极增稠剂的总重量，上述第一聚合物和第二聚合物的质量百分含量为1.0～3.0％，在一个实施方式中，上述第一聚合物和第二聚合物的质量百分含量为1.3～1.7％，可以认为相对于电极增稠剂的总重量，上述第一聚合物合上述第二聚合物在该质量比范围内制备的电极增稠剂可以起到很好的分散增稠效果，上述第一聚合物和上述第二聚合物的质量百分比含量超过3％，则聚合物较难分散，含量低于1％则起不到分散增稠的效果。
进一步地，在一个实施方式中，相对于电极增稠剂的总重量，上述去离子水的质量百分含量为95.0～98.0％。
作为本发明的电极增稠剂，相对于负极活性材料层的总重量，可包括0.5～1.0wt％范围的电极增稠剂，在一个实施方式中，相对于负极活性材料层的总重量，可包括0.7～0.9wt％范围的电极增稠剂。
作为本发明的负极的负极活性材料，为可嵌入、脱嵌锂的材料。包括但不限于，结晶碳(天然石墨及人造石墨等)、无定形碳、碳涂层石墨及树脂涂层石墨等碳材料、氧化铟、氧化硅、氧化锡、钛酸锂、氧化锌及氧化锂等氧化物材料。负极活性物质也可以为锂金属或者可与锂形成合金的金属材料。可与锂形成合金的金属的具体例包含Cu、Sn、Si、Co、Mn、Fe、Sb及Ag。也可以使用含有这些金属与锂的二元或三元的合金作为负极活性物质。这些负极活性物质可以单独使用，也可以组合使用两种以上。从高能量密度化的角度出发，作为所述负极活性物质，可组合石墨等碳材料与Si、Si合金、Si氧化物等Si系的活性物质。从兼顾循环特性与高能量密度化的角度出发，作为所述负极活性物质，可组合石墨与Si系的活性物质。关于所述组合，Si系的活性物质的质量相对于碳材料与Si系的活性物质的合计质量的比可以为0.5％以上95％以下，1％以上50％以下，或2％以上40％以下。各个实施方式中，负极活性材料在上述致密的互相交联的网络结构中分散。
作为本发明的负极的负极活性材料的含量，相对于负极活性材料层的总重量，可包括80～99wt％范围的负极活性材料，在一个实施方式中，相对于负极活性材料层的总重量，可包括80～96wt％范围的负极活性材料。可以认为，负极活性材料的量小于80wt％时，不能实现负极高容量，当大于99wt％时，负极中的粘合剂的量不足以在负极活性材料和集流体间提供适当的粘结强度。
作为本发明的负极的粘结剂，可选自丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、改性丁二烯橡胶、羧基改性丁苯橡胶、改性聚有机硅氧烷类聚合物中的至少一种。
作为本发明的负极的导电剂，为不引起化学变化的导电材料，可选自天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、碳纤维、聚亚苯基衍生物、包含铜、镍、铝、银的金属粉末及金属纤维中的至少一种。
作为本发明的负极的集流体，可选自铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、镍泡沫体、铜泡沫体及涂布有导电金属的聚合物材料中的至少一种。
作为本发明第二方面提供的制备本发明第一方面所述负极的方法，其包括步骤：
a、匀浆：将所述粘结剂、所述导电剂、所述负极活性材料、以及所述电极增稠剂混合并搅拌制成浆料；
b、涂布：用去离子水稀释所述浆料后涂布在所述集流体上，后压实制成所述负极。
在一个实施方式中，上述涂布为双面涂布。
在一个实施方式中，上述涂布通过涂布机进行，涂布速度范围为0.8～1.2m/min-1。
在一个实施方式中，上述压实通过锟压机进行，压实密度范围为1.4～1.8g/cm-3，锟压速度范围为0.6～1.0m/min。
在一个实施方式中，上述粘结剂为丁苯橡胶(SBR)，上述负极活性材料为石墨，上述导电剂为导电炭黑(Super P)。
在一个实施方式中，上述粘结剂、所述导电剂、所述负极活性材料、以及所述电极增稠剂的质量百分含量分别为1.8％、0.8％、96.6％、0.8％。
作为本发明第三方面提供的锂离子电池，包括本发明第一方面描述的负极；正极；隔膜；以及非水电解液。
作为本发明的锂离子电池的正极，包括正极活性材料，正极活性材料可以为含锂的复合氧化物。作为含锂的复合氧化物的具体例子，可列举如LiMnO2、LiFeO2、LiMn2O4、Li2FeSiO4LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi5CO2Mn3O2、LizNi(1-x-y)CoxMyO2(x、y及z为满足0.01≤x≤0.20、0≤y≤0.20及0.97≤z≤1.20的数值，M表示选自Mn、V、Mg、Mo、Nb及Al中的至少一种元素)、LiFePO4及LizCO(1-x)MxO2(x及z为满足0≤x≤0.1及0.97≤z≤1.20的数值，M表示选自由Mn、Ni、V、Mg、Mo、Nb及Al组成的组中的至少一种元素)。正极活性物质也可以为LizNi(1-x-y)CoxMyO2(x、y及z为满足0.01≤x≤0.15、0≤y≤0.15及0.97≤z≤1.20的数值，M表示选自Mn、Ni、V、Mg、Mo、Nb及Al中的至少一种元素)或LizCO(1-x)MxO2(x及z为满足0≤x≤0.1及0.97≤z≤1.20的数值，M表示选自Mn、V、Mg、Mo、Nb及Al中的至少一种元素)。
作为本发明的锂离子电池的隔膜，没有特别限制，可以使用聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃的单层或层叠的微多孔性薄膜、织布或无纺布等。
作为本发明的锂离子电池的非水电解液，没有特别限制，可以使用本领域常用的电解液配方，在此不作详述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实验例对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
【制备例】电极增稠剂的制备
羧甲基纤维素锂(Mw＝1000000)的制备：
方法1：取分子量范围为1000000的纤维素原料(精制棉、木浆等)加入氢氧化钠碱化，加入一氯乙酸反应，再加入醋酸溶液，35℃下在乙醇和水的混合溶液中反应2h后，经过滤并用该混合溶剂反复洗涤得纯化的羧甲基纤维素，将制得的羧甲基纤维素置于乙醇和水的混合溶液中，50℃下用7wt％LiOH反应2h后，加入乙酸调节PH值到x即可得到分子量为1000000羧甲基纤维素锂。
方法2：取分子量范围为1000000的纤维素原料(精制棉、木浆等)，将其分散在异丙醇和蒸馏水混合溶液中，加氢氧化锂搅拌过夜，逐滴加入一氯乙酸，55℃加热5h后冷却至室温。过滤，并用蒸馏水洗涤，溶解于蒸馏水中，用乙酸中和。加入异丙醇，过滤分离沉淀，55℃下将沉淀过夜烘干得到纯化的分子量为1000000羧甲基纤维素锂。
羧甲基纤维素锂(Mw＝400000)的制备：
取分子量范围为40000的纤维素原料(精制棉、木浆等)加入氢氧化钠碱化，加入一氯乙酸反应，再加入20wt％HCl溶液或者50wt％H2SO4，35℃下，在乙醇和水的混合溶液反应2h后，用乙醇和水的混合溶液反复洗涤，过滤沉淀，将沉淀置于乙醇和水的混合溶液中，在50℃下与7wt％LiOH反应2h后，用乙酸调节溶液的pH值得分子量为400000羧甲基纤维素锂。
电极增稠剂的制备：
将分子量为1000000羧甲基纤维素锂、分子量为400000羧甲基纤维素锂和去离子水共混并搅拌均匀制得电极增稠剂，各实施例及对比例中分子量为1000000羧甲基纤维素锂、分子量为400000羧甲基纤维素锂和去离子水的质量百分比见表1。
表1
Figure BDA0002684898320000091
【对比例】
取分子量为1000000羧甲基纤维素锂、分子量为400000羧甲基纤维素锂、以及分子量为400000的羧甲基纤维素锂与去离子水按照表2比例混合并搅拌均匀。
表2
Figure BDA0002684898320000092
【制备例】负极的制备
实施例6
a.匀浆：将571份实施例1制得的电极增稠剂和8份导电剂分散混合形成579份导电胶，将579份导电胶与966份石墨混合搅拌60min(公转20rpm，自转800rpm)形成浆料，再加入300份去离子水将固含量将至53％左右，继续搅拌90min(公转35rpm，自转2500rpm，真空度-90kPa)，最后加入45份SBR乳液搅拌30min(公转20rpm，自转800rpm，真空度-90kPa)，完成匀浆工序。
b.涂布：将浆料通过涂布机涂布在铜箔上，箔材采用双面涂布，涂布面密度控制在10mg cm-2左右，涂布速度为1m/min-1，两节烘箱温度温度维持在65℃和80℃附近。
c.压实：采用锟压机进行，辊压走速0.8m/min，不断改变辊压吨位，使极片辊压完厚度在0.142mm附近，压实密度控制在1.6g/cm-3。
其它实施例和对比例中，以与实施例6同样的方式制备负极，差别在于所用的电极增稠剂有所不同，具体如下表3：
表3
电极增稠剂来源
实施例6 实施例1
实施例7 实施例2
实施例8 实施例3
实施例9 实施例4
实施例10 实施例5
对比例4 对比例1
对比例5 对比例2
对比例6 对比例3
【测试例】
浆料黏度测试
取实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、对比例4、对比例5、对比例6步骤a匀浆过程制备的浆料置于Brookfield旋转粘度计中测量黏度(63#转子，12r/min)，结果见表4。
表4
黏度/m·Pa·s
实施例6 7000
实施例7 7123
实施例8 7098
实施例9 6867
实施例10 6990
对比例4 13407
对比例5 8703
对比例6 4348
浆料细度测试
取实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、对比例4、对比例5、对比例6步骤a匀浆过程制备的浆料，置于细度仪中测量粒度，结果见表5。
表5
细度/um
实施例6 20
实施例7 20
实施例8 20
实施例9 20
实施例10 20
对比例4 35
对比例5 30
对比例6 30
分析上述实验数据，可知采用本发明所述的电极增稠剂相比用相比分子量为400000、分子量为700000、分子量为1000000的羧甲基纤维素锂制得的电极增稠剂制备的浆料，在同等条件下，细度更低，更有利于浆料分布均匀。
【测试例】电池性能评价
充放电比容量和首次库伦效率测试
将实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、对比例4、对比例5、对比例6的负极，按照本领域技术人员已知的方法与正极、隔膜和非水电解液组装形成电池(1Ah叠片工艺小软包电池)，对前述电池进行放电比容量、充电比容量测定，计算得首次库伦效率，结果见表6。
表6
放电比容量/mAh g-1 充电比容量/mAh g-1 首次库伦效率
实施例6 380.6 353 92.77％
实施例7 382.7 355 92.76％
实施例8 381.6 352.8 92.45％
实施例9 380.3 353.9 93.06％
实施例10 377.1 349.5 92.68％
对比例4 366.8 339.1 92.45％
对比例5 370.3 338.75 91.48％
对比例6 379.3 341.5 90.03％
分析上述实验数据，可知采用本发明所述的电极增稠剂相比用相比分子量为400000、分子量为700000、分子量为1000000的羧甲基纤维素锂制得的电极增稠剂制备的浆料，在同等条件下，首次库伦效率更高。
直流内阻测试
将实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、对比例4、对比例5、对比例6的负极，按照本领域技术人员已知的方法与正极、隔膜和非水电解液组装形成电池，对前述电池进行直流内阻测试(1Ah叠片工艺小软包电池，50％SOC下4C放电30s)，结果见表7。
表7
直流内阻/mΩ
实施例6 90.3
实施例7 91.1
实施例8 90.4
实施例9 89.7
实施例10 90.9
对比例4 111.3
对比例5 98.8
对比例6 97.9
分析上述实验数据，可知采用本发明所述的电极增稠剂相比用相比分子量为400000、分子量为700000、分子量为1000000的羧甲基纤维素锂制得的电极增稠剂制备的浆料，在同等条件下，直流内阻更低。
倍率充电容量保持率测试
将实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、对比例4、对比例5、对比例6的负极，按照本领域技术人员已知的方法与正极、隔膜和非水电解液组装形成电池，对前述电池进行倍率充电容量保持率测试，结果见表8。
表8
Figure BDA0002684898320000131
分析上述实验数据，可知采用本发明所述的电极增稠剂相比用相比分子量为400000、分子量为700000、分子量为1000000的羧甲基纤维素锂制得的电极增稠剂制备的浆料，在同等条件下，倍率充电容量保持率更高，证明其快充性能更好。
高低温性能测试
将实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、对比例4、对比例5、对比例6的负极，按照本领域技术人员已知的方法与正极、隔膜和非水电解液组装形成电池，对前述电池进行高低温性能测试，(电池在不同温度下相对于常温0.33C放电时的放电容量保留率)结果见表9。
表9
-25℃ -20℃ 0℃ 25℃ 50℃
实施例6 70.1％ 74.3％ 91.2％ 100％ 99.5％
实施例7 70.3％ 74.5％ 90.9％ 100％ 100.2％
实施例8 69.8％ 75％ 90.7％ 100％ 100.1％
实施例9 70.5％ 74.7％ 90.3％ 100％ 99.6％
实施例10 70.2％ 74.9％ 90.8％ 100％ 99.8％
对比例4 65.9％ 71.1％ 90％ 100％ 101.5％
对比例5 66.6％ 70.7％ 89％ 100％ 102％
对比例6 67％ 70.9％ 90.2％ 100％ 101.3％
分析上述实验数据，可知采用本发明所述的电极增稠剂相比用相比分子量为400000、分子量为700000、分子量为1000000的羧甲基纤维素锂制得的电极增稠剂制备的浆料，在同等条件下，高低温性能更好。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (31)

1.一种负极，其特征在于，所述负极包括：集流体以及在所述集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括：粘结剂；导电剂；负极活性材料；以及电极增稠剂，所述电极增稠剂包括：
去离子水；
第一聚合物；及
第二聚合物；
其中，所述第一聚合物的平均分子量大于所述第二聚合物的平均分子量。
2.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的5-100倍。
3.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的10-80倍。
4.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物的平均分子量是所述第二聚合物的平均分子量的20-50倍。
5.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔胶中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第二聚合物为：羧甲基纤维素或其金属盐、聚丙烯酸、海藻酸钠、黄原胶、瓜尔胶中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物分子量范围为800000～10000000；所述第二聚合物分子量范围为10000～500000。
8.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物和/或所述第二聚合物具有碳和氧组成的骨架，所述碳和氧组成的骨架包括至少一个羟基和-COOY，其中Y为碱金属族元素。
9.根据权利要求6所述的负极，其特征在于，所述碳和氧组成的骨架包括如式(Ⅰ)所示的重复单元：
Figure FDA0002684898310000011
其中R1、R2、R3选自氢、C1-4的烷基或烷氧基、C1-8的亚烷基或亚烷氧基、-CH2COOY、-CCH3HCOOY或-CCH3CH3COOY，其中Y为碱金属族元素。
10.根据权利要求8所述的负极，其特征在于，其特征在于，所述R1、R2、R3选自氢、C1-4的烷基、或-CH2COOY，其中Y为锂。
11.根据权利要求8所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物n值范围为8500～80000，所述第二聚合物n值范围为100～3500。
12.根据权利要求8所述的负极，其特征在于，所述第一聚合物n值范围为10000～40000，所述第二聚合物n值范围为500～2000。
13.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为9:1至1:9。
14.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物的质量百分含量：第二聚合物的质量百分含量比为8:2至2:8。
15.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.0～3.0％。
16.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述第一聚合物和第二聚合物的质量百分比为1.3～1.7％。
17.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，在所述电极增稠剂中，所述去离子水的质量百分比为95.0～98.0％。
18.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述电极增稠剂的黏度范围为：6000～8000mPa·s。
19.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述电极增稠剂的黏度为：7000mPa·s。
20.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述电极增稠剂的质量百分含量范围为：0.5～1.0％。
21.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述负极活性材料选自锂金属；锂合金；能够脱嵌锂的碳材料；锡；锡化物；硅；硅化合物；及钛酸锂化合物中的至少一种。
22.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，在所述负极活性材料层中，所述负极活性物质的质量百分含量范围为：80～99％。
23.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述集流体选自铜箔；镍箔；不锈钢箔；钛箔；镍泡沫体；铜泡沫体；及涂布有导电金属的聚合物材料中的至少一种。
24.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述粘结剂选自丁苯橡胶；丁腈橡胶；丁二烯橡胶；改性丁二烯橡胶；羧基改性丁苯橡胶；及改性聚有机硅氧烷类聚合物中的至少一种。
25.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述导电剂选自天然石墨；人造石墨；炭黑；乙炔黑；碳纤维；聚亚苯基衍生物；及包含铜、镍、铝、银的金属粉末或金属纤维中的至少一种。
26.根据权利要求1至12任一项所述的负极，其特征在于，所述负极的厚度范围为：0.130～0.150mm。
27.一种制备权利要求1至26任一项所述负极的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
a、匀浆：将所述粘结剂、所述导电剂、所述负极活性材料、以及所述电极增稠剂混合并搅拌制成浆料；和
b、涂布：用去离子水稀释a步骤所述浆料后涂布在所述集流体上制成所述负极的粗品；和
c、压实：压实步骤b所述负极的粗品制成所述负极。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述涂布为双面涂布。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述涂布通过涂布机进行，所述涂布速度范围为0.8～1.2m/min-1。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述压实通过锟压机进行，所述压实密度范围为1.4～1.8g/cm-3，所述锟压速度范围为0.6～1.0m/min。
31.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括：
根据权利要求1-26任一项所述的负极；
正极；
隔膜；及
非水电解液。
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