[發明專利]硅含量呈梭形梯度分布的負極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011196335.7
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112290000B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 楊輝;張文;桂思煒;艾鑫;孫永明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;C01B32/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 石夢雅;李智

1.一種硅含量呈梭形梯度分布的負極材料，其特征在于，該負極材料具有預設數量的硅/石墨涂層，并且所述預設數量的硅/石墨涂層中硅含量從上至下先增大后減少，呈梭形梯度分布，所述硅/石墨涂層的層數為5~7層，相鄰兩層所述硅/石墨涂層中硅含量的差值為5%～15%，所述硅/石墨涂層中最低硅含量為5%，其最高硅含量為40%。

2.如權利要求1所述的硅含量呈梭形梯度分布的負極材料，其特征在于，每層所述硅/石墨涂層的厚度為20μm～30μm。

3.一種如權利要求1或2所述的硅含量呈梭形梯度分布的負極材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1制備硅含量不同的硅/石墨漿料；

S2將硅含量最低的硅/石墨漿料涂覆在基底材料上，然后烘干獲得具有第一硅/石墨涂層的第一電極；

S3將硅含量第二低的硅/石墨漿料涂覆在所述第一電極上，然后烘干獲得具有第二硅/石墨涂層的第二電極，并且所述第一硅/石墨涂層與第二硅/石墨涂層的厚度相同；

S4按照硅含量由低到高的順序將剩余的硅/石墨漿料進行涂覆，直至完成硅含量最高的硅/石墨漿料的涂覆工作；然后再按照硅含量由高到低 的順序將硅/石墨漿料進行涂覆，以獲得預設數量的硅/石墨涂層，最終制得所述硅含量呈梭形梯度分布的負極材料。

4.如權利要求3所述的硅含量呈梭形梯度分布的負極材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中制備硅含量不同的硅/石墨漿料包括如下子步驟:

S11將硅納米顆粒、石墨以及導電炭黑研磨混合均勻獲得固體顆粒；

S12向步驟S11獲得的固體顆粒中添加羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠溶液，以制得硅/石墨漿料。

5.如權利要求3或4所述的硅含量呈梭形梯度分布的負極材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，烘干溫度為60℃～70℃。

6.如權利要求1或2所述的硅含量呈梭形梯度分布的負極材料在鋰離子電池中的應用。