[發(fā)明專利]一種鋰離子電池硅基負極漿料及其負極極片的制備方法

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• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110690421A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 易祖良;李炳江;王立群;孫曉玉;王喚;吳麗軍;蘇利偉
• 申請（專利權）人: 江蘇智航新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/1391;H01M4/1395;H01M4/04;H01M10/0525
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本發(fā)明公開了一種鋰離子電池硅基負極漿料及其負極極片的制備方法，其漿料包括以下組分：硅基活性物質30?65份、導電膠漿料3?15份、粘結劑乳液1?10份、羧甲基纖維素鈉0.15?1.5份、氮甲基吡咯烷酮0.5?1.5份、去離子水30?60份。該硅基負極漿料通過選取不同維度的導電劑進行復合，構造良好的導電網(wǎng)絡，不僅僅可以提高極片電導率，還能有效改善硅顆粒膨脹過程中導致的接觸性變差，解決了硅材料充放電后晶格體積膨脹，硅顆粒粉化，硅顆粒與導電劑、粘結劑接觸差，硅顆粒表面SEI膜反復增長，消耗電解液等問題，提升了制成電池的首次效率、倍率放電、循環(huán)性能。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種鋰離子電池硅基負極漿料及其負極極片的制備方法。

背景技術

鋰離子電池因綠色環(huán)保、工作電壓高、能量密度高、自放電率小等諸多優(yōu)點而被廣泛用于社會生活的方方面面。在當今社會各領域，鋰離子電池一直備受關注，同時提升鋰離子電池生產技術也是各企業(yè)一直不懈的追求。隨著技術的發(fā)展，對鋰離子電池，特別是動力電池的性能要求越來越高，尤其是對動力電池的比能量提升方面。

硅材料被認為是一種極具潛力的負極材料：硅的理論比容量高達4200mAh/g，是石墨的10倍以上；低的脫鋰電位平臺(＜0.4V)；不易燃燒，安全性好。因此受到人們的廣泛關注。然而硅材料充放電后晶格體積膨脹達到了300％以上，如此大的膨脹導致：硅顆粒粉化，循環(huán)性能差；硅顆粒與導電劑、粘結劑接觸差；硅顆粒表面SEI膜反復增長，消耗電解液，充放電效率降低，電池性能變差，這使得高容量的硅負極材料在鋰電池的應用上受到了嚴重的限制。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明具體實施方式期望提供一種鋰離子電池硅基負極漿料及其負極極片的制備方法。通過選取不同維度的導電劑進行復合，構造良好的導電網(wǎng)絡，不僅僅可以提高極片電導率，還能有效改善硅顆粒膨脹過程中導致的接觸性變差，進而提升硅基負極材料的綜合性能。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明具體實施方式提供一種鋰離子電池硅基負極漿料，其特征在于，該負極漿料由以下組分按質量份數(shù)混合而成：

硅基活性物質30-65份

導電膠漿料3-15份

粘結劑乳液1-10份

羧甲基纖維素鈉0.15-1.5份

氮甲基吡咯烷酮0.5-1.5份

去離子水30-60份。

進一步地，所述硅基活性物質為硅、硅鋰合金、硅硼合金、硅碳復合物、氧化亞硅和氧化亞硅與碳的復合物中的一種或幾種混合。

進一步地，所述導電膠漿料是由零維導電劑、一維導電劑、二維導電劑并添加少量分散劑均勻分散在去離子水中制成的固含量為5％的漿料。

更進一步地，所述分散劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯類中的一種或多種。

更進一步地，所述導電膠漿料組分的質量份數(shù)為：

零維導電劑 0.5-3份

一維導電劑 0.5-3份

二維導電劑 0.5-3份

分散劑 1份

去離子水 95份

所述零維導電劑、所述一維導電劑、所述二維導電劑三種組分總質量分數(shù)的加和為4份。

具體地，所述零維導電劑包括導電炭黑、乙炔碳黑、超導碳黑；所述一維導電劑包括碳納米管、炭纖維；所述二維導電劑為石墨烯。