[發明專利]一種硅碳負極及其制備方法

有效

• 申請號: 201911349872.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111129427B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 孫敏敏;范歡歡
• 申請（專利權）人: 桑德新能源技術開發有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/133;H01M4/134;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 張擁

1.一種硅碳負極，其特征在于，包括集流體、涂覆于所述集流體上的活性材料層和涂覆于所述活性材料層上的功能涂層；

所述功能涂層包括聚吡咯、單壁碳納米管和羧甲基纖維素鋰，所述聚吡咯與所述單壁碳納米管和所述羧甲基纖維素鋰形成三維網狀導電網絡。

2.根據權利要求1所述的硅碳負極，其特征在于，所述聚吡咯、所述單壁碳納米管與所述羧甲基纖維素鋰的質量比為：(40-60):(20-50):(0.5-10)。

3.根據權利要求1所述的硅碳負極，其特征在于，所述活性材料層包括硅碳負極材料、導電劑和粘結劑；

優選地，所述硅碳負極材料、所述導電劑和所述粘結劑的質量比為：(80-99.5):(0.1-10):(0.1-10)。

4.根據權利要求3所述的硅碳負極，其特征在于，所述硅碳負極材料包括氧化亞硅和石墨；

優選地，所述氧化亞硅占所述硅碳負極材料的質量百分比為5-25％。

5.根據權利要求3所述的硅碳負極，其特征在于，所述導電劑選自單壁碳納米管、石墨烯、導電石墨、導電炭黑、科琴黑或碳纖維中的至少一種；

和/或，所述粘結劑選自聚丙烯酸、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、海藻酸鈉、氟化橡膠或丙烯腈多元共聚物中的至少兩種。

6.根據權利要求5所述的硅碳負極，其特征在于，所述導電劑包括導電炭黑和單壁碳納米管；

優選地，所述導電炭黑與所述單壁碳納米管的質量比為：(1-20):1。

7.一種硅碳負極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在集流體上涂覆活性材料層漿料；

(2)在集流體的活性材料層上涂覆功能涂層漿料，得到硅碳負極；

所述功能涂層漿料采用以下方法制備得到：

將吡咯單體分散于包含單壁碳納米管的溶液中制備得到功能涂層漿料；在反應過程中，所述吡咯單體聚合形成聚吡咯，所述聚吡咯與所述單壁碳納米管形成三維網狀導電網絡；

在步驟(2)中，所述包含單壁碳納米管的溶液中還包含羧甲基纖維素鋰，在反應過程中，所述吡咯單體聚合形成聚吡咯，所述聚吡咯與所述單壁碳納米管和所述羧甲基纖維素鋰形成三維網狀導電網絡。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述包含單壁碳納米管的溶液中還包含乳化劑和有機酸；

所述乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨；

和/或，所述有機酸選自草酸、酒石酸、檸檬酸或戊二酸中的一種；

優選地，所述乳化劑、所述有機酸與所述吡咯單體的摩爾比為：1:(0.4-1):(0.2-2)。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述包含單壁碳納米管的溶液中還包含引發劑；

所述引發劑為過硫酸銨；

優選地，所述引發劑與所述吡咯單體的摩爾比為：1:1。