[發明專利]一種鋰離子電池硅基負極改性粘結劑及含有該粘結劑電池的制備方法

在審

• 申請號: 201811002893.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109273717A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 孔麗娟;張德仁;徐子福;張明慧
• 申請（專利權）人: 安普瑞斯（無錫）有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種鋰離子電池硅基負極改性粘結劑，其特征在于：所述負極改性粘結劑按重量百分比計包含以下成分：粘結劑15％～35％，石墨烯量子點GQDs 5％～20％，去離子水50％～70％；由以上成分組成的混合溶液的pH值為4.5～8.5，混合溶液粘度為5mPa.S～55mPa.S；其制備步驟為：先將石墨烯量子點GQDs分散于去離子水中，室溫攪拌1～4h，使其完全溶解均勻，記為溶液A；將去離子水加入分散鍋中，加熱至60～90℃，在攪拌下加入粘結劑，待其分散均勻后，將A溶液加入，繼續攪拌4h，再降溫至室溫，得到所述的負極改性粘結劑。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池硅基負極改性粘結劑，其特征在于：所述負極改性粘結劑的分子量為100000～300000，分子粒徑小于250nm。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池硅基負極改性粘結劑，其特征在于：所述的石墨烯量子點GQDs粒徑小于20nm，其邊緣連接或不連接功能化基團。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池硅基負極改性粘結劑，其特征在于：所述的粘結劑為丁苯橡膠SBR、聚丙烯酸PAA、聚四氟乙烯PTFE、聚酰亞胺PI、聚乙烯醇PVA、聚丙烯腈PAN中的一種或任意幾種的混合。

5.采用權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池硅基負極改性粘結劑制備的鋰離子電池，其特征在于：制備步驟如下：

1)正極極片制備：將正極活性物質、導電劑以及粘結劑干粉混合加入到勻漿罐中干勻，然后加入分散介質，繼續攪拌，得到粘稠狀正極漿料；或者將粘結劑單獨分散到分散介質中，混合均勻后與正極活性物質、導電劑再混合攪拌，得到粘稠狀正極漿料；將粘稠狀漿料均勻的涂布在鋁箔集流體上，烘干、碾壓、分切、焊極耳，制備正極片；

2)負極極片制備：將負極活性物質、導電劑、增稠劑干粉混合加入到勻漿罐中干勻，然后加入分散介質，繼續攪拌，最后加入所述的負極改性粘結劑，攪拌均勻后得到粘稠狀負極漿料；或者將增稠劑單獨分散到分散介質中，混合均勻后與負極活性物質、導電劑再混合攪拌，最后加入所述的負極改性粘結劑，攪拌均勻后得到粘稠狀負極漿料；將粘稠狀漿料均勻的涂布在銅箔集流體上，烘干、碾壓、分切、焊極耳，制備負極片；

3)鋰離子電池組裝：將步驟1)、步驟2)制備的正極極片、負極極片與隔膜相間放置卷繞成極組，裝入到電池殼中，封裝、注液、高溫陳化、加壓化成、分容，制備鋰離子電池。

6.根據權利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟1)中所述的正極活性物質為鈷酸鋰、鎳鈷錳、鎳鈷鋁中的一種或幾種的混合，所述的分散介質為N-甲基吡咯烷酮或去離子水。

7.根據權利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟2)中所述的負極改性粘結劑占總干粉漿料的0.5～3wt％。

8.根據權利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟2)中所述的負極活性物質為硅碳復合材料、天然石墨、人造石墨、表面改性的天然石墨、軟碳、硬碳或者中間相碳微球中的一種或者其中幾種任意組合；所述的導電劑為科琴黑、乙炔黑、超導碳黑、碳納米管、碳纖維、石墨烯中的至少一種。

9.根據權利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟2)中所述的增稠劑為羧甲基纖維素鈉或羧甲基纖維素鋰或海藻酸鹽；所述的分散介質為去離子水或者N-甲基吡咯烷酮。

10.根據權利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟2)中所述的粘稠狀負極漿料具有常溫靜置10h不發生沉降的穩定性。