具体实施方式

1、一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质30-50份、导电剂0.01-1.5份、浸润剂0.01-2份、粘结剂1.0-2.5份、去离子水0.1-10份以及增稠剂0.1-1.0份。

本发明通过添加浸润剂，改善电池在低温环境下(-10℃～10℃)负极极片析锂现象，浸润剂独特的多孔结构可促进锂离子传输，进而改善循环界面黑斑问题。

优选地，所述锂离子电池负极材料包括如下重量份数的原料：活性物质40-50份、导电剂0.1-1.5份、浸润剂0.1-2份、粘结剂1.5-2.5份、去离子水0.2-6份以及0.2-0.5份增稠剂。

优选地，所述活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、中间相碳微球、过渡金属氮化物、过渡金属氧化物碳复合材料、钛酸锂碳复合材料、硅碳或硅氧材料中的一种或多种混合物。

优选地，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或多种混合物。

优选地，所述粘结剂为丁苯橡胶、苯丙乙烯、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚四氟乙烯中的一种或多种混合物，所述粘结剂的固含量为6％-40％。

优选地，所述浸润剂为第Ⅲ主族或第Ⅳ主族氧化物，浸润剂的孔径为10～100nm，固含量为5～20％。第Ⅲ主族氧化物包括氧化硼、氧化铝、三氧化二镓、氧化铟、氧化铊等，第Ⅳ主族氧化物包括氧化硅、二氧化锗、氧化锡、氧化铅等，浸润剂使用具有连续的三维孔道结构的主族氧化物，能够为浆料提高离子通道，促进锂离子传输，改善界面黑斑问题。浸润剂的孔径可以为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm，浸润剂的孔径过小则容易堵塞锂离子传输通道，浸润剂孔径过大则机械强度不够；浸润剂的固含量可以为5％、8％、10％、12％、15％、18％、20％，浸润剂的固含量过低而浸润不足，浸润剂的固含量过高则导致厚度偏厚，增加锂离子传输距离。

优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂一种或两种混合物，所述增稠剂的固含量为1％-2％。增稠剂的固含量过低则容易导致浆料不稳定，增稠剂的固含量过高则容易涂布厚度加厚，锂离子传输阻力加大。增稠剂的固含量可以为1％、1.5％或2％。

2、一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括下列步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

本发明的制备方法先将难分散的导电剂进行搅拌，使其预先得到分散，再将增稠剂分两次加入，第一次加入能够使浆料分散得更均匀，同时剪切浆料，进行捏合步骤，第二次加入主要是增稠剂能够维持浆料稳定，调节浆料的粘稠度，再放入粘结剂，避免粘结剂长时间搅拌导致破乳，导致极片粘结性差，进而制备出的锂离子电池负极材料较均一，稳定性好。制备方法对负极材料的质量具有很大的影响，当导电剂没有进行预先搅拌分散，则导电剂容易在浆料中出现结块的情况，当增稠剂没有根据需要分批次添加，则容易出现与导电剂分配不均匀的情况，导致浆料不稳定，当粘结剂过早进行搅拌时，粘结剂容易在搅拌过程中破乳导致失效，粘结性失效。优选地，加入导电剂后混合搅拌30min，期间15min刮胶一次，加入增稠剂后混合搅拌30min，期间15min刮胶一次；加入剩余部分增稠剂后搅拌60min，加入浸润剂后搅拌60min。刮胶有助于浆料中原料分散更好。最后控制浆料粘度为1000-6000mPa.s，粘度过高，涂布过程困难，存在浆料流平问题；粘度过低，浆料易沉降，浆料稳定性差，辊压时易沾辊。

优选地，所述步骤(A)中搅拌速率为100～500r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为200～600r/min，搅拌温度为20℃～30℃；所述步骤(C)中搅拌速率为100～300r/min，搅拌温度为20℃～30℃。

优选地，所述抽真空的真空度为-0.08mpa～-0.1mpa。进行抽真空有助于消除浆料中的气泡，避免后续涂布工艺中出现问题。

3、一种锂离子电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜；所述负极片的集流体表面涂覆有上述任一项所述的锂离子电池负极材料。

其中，正极片的集流体上涂覆的活性物质层，可以是包括但不限于化学式如Li_aNi_xCo_yM_zO_2-bN_b(其中0.95≤a≤1.2，x>0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1,0≤b≤1，M选自Mn，Al中的一种或多种的组合，N选自F,P,S中的一种或多种的组合)所示的化合物中的一种或多种的组合，所述正极活性物质还可以是包括但不限于LiCoO₂、LiNiO₂、LiVO₂、LiCrO₂、LiMn₂O₄、LiCoMnO₄、Li₂NiMn₃O₈、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、LiCoPO₄、LiMnPO₄、LiFePO₄、LiNiPO₄、LiCoFSO₄、CuS₂、FeS₂、MoS₂、NiS、TiS₂等中的一种或多种的组合。所述正极活性物质还可以经过改性处理，对正极活性物质进行改性处理的方法对于本领域技术人员来说应该是己知的，例如，可以采用包覆、掺杂等方法对正极活性物质进行改性，改性处理所使用的材料可以是包括但不限于Al，B，P、Zr、Si、Ti、Ge、Sn、Mg、Ce、W等中的一种或多种的组合。而所述正极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述正极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池正极集流体的材料，例如，所述正极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铝箔等。

负极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述负极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池负极集流体的材料，例如，所述负极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铜箔等。

而所述隔膜可以是本领域各种适用于锂离子电池隔膜的材料，例如，可以是包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚酰胺、聚酯和天然纤维等中的一种或多种的组合。

该锂离子电池还包括电解液，电解液包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂。其中，电解质锂盐可以是高温性电解液中采用的LiPF₆和/或LiBOB；也可以是低温型电解液中采用的LiBF₄、LiBOB、LiPF₆中的至少一种；还可以是防过充型电解液中采用的LiBF₄、LiBOB、LiPF₆、LiTFSI中的至少一种；亦可以是LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂中的至少一种。而有机溶剂可以是环状碳酸酯，包括PC、EC；也可以是链状碳酸酯，包括DFC、DMC、或EMC；还可以是羧酸酯类，包括MF、MA、EA、MP等。而添加剂包括但不限于成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂中的至少一种。

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

一种锂离子电池，包括正极片、负极片、间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜以及电解液；其中，锂离子电池负极材料涂覆于负极片。

(1)正极片的制备

将NCM811正极活性物质、导电剂超导碳和碳管、粘结剂聚偏氟乙烯按质量比96：2.0：0.5：1.5混合均匀制成正极浆料，将正极浆料涂布在集流体铝箔的一表面上，在85℃下烘干收卷后，再在铝箔另一面按上述方法进行正极浆料涂布和干燥，然后将制备出的铝箔双面涂有正极活性物质层的极片进行冷压处理；进行切边、裁片、分条，分条后，制成锂离子电池正极片。

(2)负极材料的制备方法

一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质40份、导电剂0.5份、浸润剂2份、粘结剂1.5份、去离子水10份以及增稠剂0.5份。

优选地，所述活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、中间相碳微球、过渡金属氮化物、过渡金属氧化物碳复合材料、钛酸锂碳复合材料、硅碳或硅氧材料中的一种或多种混合物。

所述导电剂为导电炭黑。

所述粘结剂为丁苯橡胶，所述粘结剂的固含量为20％。

所述浸润剂为第Ⅳ主族氧化物，浸润剂的孔径为100nm，固含量为10％。

所述增稠剂为羧甲基纤维素锂，所述增稠剂的固含量为1％。

一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

优选地，所述步骤(A)中搅拌速率为200r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为500r/min，搅拌温度为20℃；所述步骤(C)中搅拌速率为200r/min，搅拌温度为20℃。

优选地，所述抽真空的真空度为-0.08mpa。

一种负极片，将上述锂离子电池负极材料涂布在集流体铜箔上并在85℃下烘干收卷后，再在铜箔另一面按上述方法进行正极浆料涂布和干燥，然后将制备出的铜箔双面涂有负极活性物质层的极片进行冷压处理；进行切边、裁片、分条，分条后，制成锂离子电池负极片。

(3)隔膜：选取厚度为7μm的聚乙烯多孔薄膜作为隔膜。

(4)电解液的制备：

将六氟磷酸锂(LiPF₆)溶解于碳酸二甲酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)混合溶剂中(三者的质量比为3：5：2)，得到电解液。

(5)电池的制备：

将上述正极片、隔膜和负极片卷绕成电芯，电芯容量约为5Ah。隔膜位于相邻的正极片和负极片之间，正极以铝极耳点焊引出，负极以镍极耳点焊引出；然后将电芯置于铝塑包装袋中，烘烤后注入上述电解液，经封装、化成、分容等工序，最后制成聚合物锂离子电池。

实施例2

与实施例1不同的是锂离子电池负极材料的制备。

(2)负极材料的制备方法

一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质30份、导电剂0.01份、浸润剂0.01份、粘结剂1.0份、去离子水5份以及增稠剂0.1份。

所述活性物质为人造石墨和硬碳按质量比为2:3的混合物。

所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管按质量比为1:5的混合物。

所述粘结剂为丁苯橡胶，所述粘结剂的固含量为20％。

所述浸润剂为第Ⅲ主族氧化物，浸润剂的孔径为20nm，固含量为15％。

所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，所述增稠剂的固含量为2％。

一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

所述步骤(A)中搅拌速率为200r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为300r/min，搅拌温度为30℃；所述步骤(C)中搅拌速率为100r/min，搅拌温度为20℃。

所述抽真空的真空度为-0.08mpa。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1不同的是锂离子电池负极材料的制备。

(2)负极材料的制备方法

一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质30份、导电剂0.1份、浸润剂0.1份、粘结剂1.2份、去离子水0.1份以及增稠剂0.5份。

所述活性物质为天然石墨、硅碳按质量比为1:4的混合物。

所述导电剂为碳纳米管。

所述粘结剂为丁苯橡胶，所述粘结剂的固含量为10％。

所述浸润剂为第Ⅳ主族氧化物，浸润剂的孔径为50nm，固含量为5％。

所述增稠剂为羧甲基纤维素锂一种或两种混合物，所述增稠剂的固含量为1％。

一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

所述步骤(A)中搅拌速率为200r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为200r/min，搅拌温度为20℃；所述步骤(C)中搅拌速率为200r/min，搅拌温度为30℃。

所述抽真空的真空度为-0.08mpa。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例4

与实施例1不同的是锂离子电池负极材料的制备。

(2)负极材料的制备方法

一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质35份、导电剂1.2份、浸润剂1.2份、粘结剂1.2份、去离子水3份以及增稠剂1.0份。

所述活性物质为人造石墨、硅碳按质量比为1:7的混合物。

所述导电剂为导电炭黑、碳纤维按质量比为2:1的混合物。

优选地，所述粘结剂为丁苯橡胶和聚丙烯酸按质量比为1:1的混合物，所述粘结剂的固含量为20％。

优选地，所述浸润剂为第Ⅳ主族氧化物，浸润剂的孔径为100nm，固含量为20％。

优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素锂，所述增稠剂的固含量为2％。

一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

优选地，所述步骤(A)中搅拌速率为200r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为300r/min，搅拌温度为25℃；所述步骤(C)中搅拌速率为250r/min，搅拌温度为28℃。

优选地，所述抽真空的真空度为-0.1mpa。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例5

与实施例1不同的是锂离子电池负极材料的制备。

(2)负极材料的制备方法

一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质45份、导电剂1.5份、浸润剂0.8份、粘结剂2.2份、去离子水8份以及增稠剂0.8份。

所述活性物质为中间相碳微球。

所述导电剂为碳纤维。

优选地，所述粘结剂为苯丙乙烯，所述粘结剂的固含量为10％。

优选地，所述浸润剂为第Ⅳ主族氧化物，浸润剂的孔径为90nm，固含量为15％。

优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素锂，所述增稠剂的固含量为2％。

一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

优选地，所述步骤(A)中搅拌速率为200r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为400r/min，搅拌温度为24℃；所述步骤(C)中搅拌速率为260r/min，搅拌温度为22℃。

优选地，所述抽真空的真空度为-0.09mpa。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例6

与实施例1不同的是锂离子电池负极材料的制备。

(2)负极材料的制备方法

一种锂离子电池负极材料，包括如下重量份数的原料：活性物质50份、导电剂1.5份、浸润剂2份、粘结剂2.5份、去离子水5份以及增稠剂1.0份。

所述活性物质为硬碳、硅碳按质量为1:2的混合物。

所述导电剂为导电炭黑、石墨烯按质量比为2:1的混合物。

所述粘结剂为丁苯橡胶，所述粘结剂的固含量为30％。

所述浸润剂为第Ⅳ主族氧化物，浸润剂的孔径为100nm，固含量为10％。

所述增稠剂为羧甲基纤维素锂，所述增稠剂的固含量为1％。

一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将上述重量份数的导电剂加入搅拌器中搅拌，加入上述重量份数的活性物质混合搅拌，刮胶，加入部分增稠剂，搅拌，刮胶，加入部分去离子水混合搅拌制得第一混合浆料；

步骤(B)：将上述重量份数的粘结剂、剩余部分增稠剂以及剩余部分去离子水加入第一混合浆料中，搅拌混合，抽真空，制得第二混合浆料；

步骤(C)：将上述重量份数的浸润剂加入第二混合浆料中搅拌即得锂离子电池负极材料。

优选地，所述步骤(A)中搅拌速率为200r/min；所述步骤(B)中搅拌速率为300r/min，搅拌温度为30℃；所述步骤(C)中搅拌速率为200r/min，搅拌温度为20℃。

优选地，所述抽真空的真空度为-0.08mpa。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例1

与实施例1不同之处在于：负极材料包括如下重量份数的原料：活性物质40份、导电剂0.5份、粘结剂1.5份、去离子水5份以及增稠剂0.5份。

其余同实施例1，这里不再赘述。

性能测试

1、将上述实施例1-6以及对比例1制备出的电池在-10℃的环境下，以0.7C的倍率充放电300循环，再拆开观察记录负极片情况；

2、将上述实施例1-6以及对比例1制备出的电池在常温环境下以1C倍率充放电300循环，再拆开观察记录负极片情况。

测试结果记录如下表1。

表1

从上述表1可以看出，本发明制备方法制备出的负极材料由于加入浸润剂，其独特的孔道结构有助于电解液的浸润和锂离子的传输，从而改善低温析锂现象和循环界面黑斑情况。而且由图1和图2可以看到，未使用浸润剂的对比例1的负极材料用于电池使用后，出现大量的析锂情况以及黑斑面积，极易导致电解液中活性锂的减少，从而导致电池寿命减少，而且出现析锂或黑斑严重时降低了电池的安全性，着火性增加。而本发明实施例1-6制备出的浆料用于电池使用后，大大降低了析锂情况以及黑斑面积，提高电池安全性能。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。