[發(fā)明專利]一種電泳沉積系統(tǒng)及制備鋰離子電池硅基負極材料的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610056922.3
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105603494A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖冰
• 申請（專利權(quán)）人: 南通彩都新能源科技有限公司
• 主分類號: C25D13/02
• 分類號: C25D13/02;C25D13/06;C25D13/10;C25D13/16;H01M4/38;H01M4/1395
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1.一種電泳沉積系統(tǒng)，其特征在于，為卷對卷連續(xù)式操作系統(tǒng)，包括電泳 電沉積系統(tǒng)、分別與電泳電沉積系統(tǒng)相連通的供料系統(tǒng)和材料回收系統(tǒng)，以及 電控系統(tǒng)，其中

供料系統(tǒng)，提供電泳液；

電泳電沉積系統(tǒng)，包括沉積池，在所述沉積池上設(shè)有放卷口和收卷口，所 述放卷口和收卷口設(shè)有滑輪，所述滑輪用于傳送銅箔基材，所述銅箔基材為工 作電極，連接電源正極；

材料回收系統(tǒng)，回收電泳沉積完成后的電泳液；

電控系統(tǒng)，連接控制電泳電沉積系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電泳沉積系統(tǒng)，其特征在于，所述電泳沉積 系統(tǒng)還設(shè)有兩個隔離對稱的方形對電極，連接電源負極；所述放卷口和收卷口 的滑輪轉(zhuǎn)動帶動銅箔基材通過兩個方形對電極之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電泳沉積系統(tǒng)，其特征在于，所述電源正極 為柱狀滾輪，所述電泳電沉積系統(tǒng)還設(shè)有與電源正極相對稱的U形凹槽結(jié)構(gòu)的 對電極，連接電源負極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的一種電泳沉積系統(tǒng)，其特征在于，所述銅 箔基材卷繞電源正極的柱狀滾輪連接放卷口和收卷口設(shè)有滑輪，所述滑輪與柱 狀滾輪的轉(zhuǎn)動方向一致，并帶動銅箔基材的轉(zhuǎn)動。

5.一種利用權(quán)利要求1所述的電泳沉積系統(tǒng)制備鋰離子電池硅基負極材料 的方法，其特征在于，包括如下：

1)打開電控系統(tǒng)，驅(qū)動電泳沉積池上的滑輪，放卷銅箔基材至于電泳池中；

2)打開供料系統(tǒng)使電泳液進入電泳沉積池，其中電泳液為納米硅材料、碳 材料、覆碳前驅(qū)體和分散劑置于分散介質(zhì)中均勻分散成；開啟電源，進行電泳 沉積，在銅箔基材上得到硅-碳復(fù)合材料；關(guān)閉電源，材料回收系統(tǒng)回收電泳液， 驅(qū)動滑輪收卷已沉積硅-碳復(fù)合材料的銅箔基材，銅箔基材相對位移，新的銅箔 基材位移至沉積池中；

3)打開供料系統(tǒng)使電泳液進入電泳沉積池，重復(fù)2)的操作，使一定量的 銅箔基材上都沉積得到硅-碳復(fù)合材料；

4)將硅-碳復(fù)合材料從銅箔基材上剝離進行干燥處理，再將干燥的硅-碳復(fù) 合材料于惰性氣氛中碳化處理，得到鋰離子電池用硅-碳負極材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備鋰離子電池硅基負極材料的方法，其特 征在于，所述納米硅材料包括純的納米硅或者納米氧化硅，優(yōu)選為納米硅，其 直徑為10-2000nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備鋰離子電池硅基負極材料的方法，其特 征在于，所述碳材料包括碳納米管、碳納米纖維、納米碳球、石墨烯或者氧化 石墨烯，優(yōu)選為氧化石墨烯。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備鋰離子電池硅基負極材料的方法，其特 征在于，所述覆碳前驅(qū)體為可溶于分散介質(zhì)且于惰性氣氛中高溫煅燒后有一定 殘?zhí)嫉木酆衔铮ㄆ咸烟恰⒕垩跻蚁⒕垡叶肌⒕垡蚁┐肌⒎尤渲蛘? 環(huán)氧樹脂中的至少一種，優(yōu)選為聚乙二醇。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備鋰離子電池硅基負極材料的方法，其特 征在于，所述分散介質(zhì)為水、丙酮、乙醇、乙酰丙酮、環(huán)己烷、異丙醇、醋酸、 二氯甲烷、甲基乙基酮或者甲苯中的至少一種；所述分散劑為檸檬酸、聚乙酰 胺、聚丙烯酰胺、乙氧基烷基硫酸鈉、α-烯基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、乙氧 基烷基硫酸銨或者碘中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備鋰離子電池硅基負極材料的方法，其 特征在于，所述惰性氣氛為氮氣、氬氣或者氫氣中的至少一種；所述碳化處理 的溫度為400-1000℃，優(yōu)選為700℃；時間為0.5-20h，優(yōu)選為4h。