[發(fā)明專利]一種硅負(fù)極的制備方法及鋰離子電池的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011385408.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112447960B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許曉雄;丁超;魏引利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0583
• 代理公司: 寧波實(shí)鈞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33466
• 代理人: 王月玲

本發(fā)明公開了一種硅負(fù)極中復(fù)合粘結(jié)劑的工藝方法及鋰離子電池的制備方法，以0～0.8質(zhì)量份的CMC、96質(zhì)量份的硅碳負(fù)極和1.4質(zhì)量份的SP通過(guò)機(jī)械攪拌器充分混合均勻，得到混合粉體；向混合粉體加入1～4質(zhì)量份的PAA作為溶劑，通過(guò)機(jī)械攪拌器攪拌均勻，然后再加入0.2～1質(zhì)量份的SBR溶液，并通過(guò)機(jī)械攪拌器充分混合均勻，形成漿料一；將漿料一均勻涂覆在集流體銅箔的雙側(cè)表面，真空干燥后用輥壓機(jī)進(jìn)行輥壓、沖切，制備得到負(fù)極片。通過(guò)調(diào)整粘結(jié)劑的添加量和制備工序，改善硅負(fù)極的制作工藝，優(yōu)化實(shí)際使用效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池，特別涉及一種硅負(fù)極的制備方法及鋰離子電池的制備方法。

背景技術(shù)

由于鋰離子電池具有能量密度高、倍率和功率性能優(yōu)異、循環(huán)壽命長(zhǎng)以及安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，使得鋰離子電池作為重要的化學(xué)電源在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。

隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)粘結(jié)劑的性能要求也在不斷提高。動(dòng)力型鋰離子電池由于其放電功率大，要粘結(jié)劑在具有良好粘結(jié)性的同時(shí)還應(yīng)具有較好的電子和離子電導(dǎo)性。高能量密度鋰離子電池會(huì)使用高比容量的正負(fù)極活性物質(zhì)，而這些材料在脫嵌鋰的過(guò)程中體積變化大，為了維持電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，則要粘結(jié)劑具有良好的彈性來(lái)緩沖上述體積效應(yīng)。

因此，鋰離子電池用新型高性能粘結(jié)劑已成為鋰離子電池關(guān)鍵材料研發(fā)的重要發(fā)展方向之一。近幾年來(lái)鋰離子電池用新型粘結(jié)劑，包括聚合物及其衍生物粘結(jié)劑、天然提取物粘結(jié)劑、導(dǎo)電型粘結(jié)劑以及自修復(fù)型粘結(jié)劑的研究進(jìn)展，并展望了鋰離子電池用新型粘結(jié)劑的發(fā)展前景。

近年，硅負(fù)極材料受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是下一代高比能鋰離子電池的理想候選材料。但其自身在充放電過(guò)程中嚴(yán)重的體積膨脹效應(yīng)和循環(huán)衰減不可忽視，體積膨脹會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)顆粒發(fā)生開裂、粉化，甚至與集流體剝離，導(dǎo)致電芯循環(huán)失效。因此，粘結(jié)劑作為活性物質(zhì)之間以及活性物質(zhì)與集流體之間的連接橋梁，在硅負(fù)極的應(yīng)用研究中起著至關(guān)重要的作用，而新型復(fù)合粘結(jié)劑體系在使用中，由于添加順序和活性物質(zhì)粒度匹配性的影響，導(dǎo)致實(shí)際使用過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，如團(tuán)聚、沉降等，實(shí)際使用效果欠佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種硅負(fù)極的制備方法及鋰離子電池的制備方法，通過(guò)調(diào)整粘結(jié)劑的添加量和制備工序，改善硅負(fù)極的制作工藝，優(yōu)化實(shí)際使用效果。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種硅負(fù)極的制備方法，包括以下步驟：

1)以0～0.8質(zhì)量份的CMC、96質(zhì)量份的硅碳負(fù)極和1.4質(zhì)量份的SP通過(guò)機(jī)械攪拌器充分混合均勻，得到混合粉體；

2)向步驟1)中得到的混合粉體加入1～4質(zhì)量份的PAA作為溶劑，通過(guò)機(jī)械攪拌器攪拌均勻，然后再加入0.2～1質(zhì)量份的SBR溶液，并通過(guò)機(jī)械攪拌器充分混合均勻，形成漿料一；

3)將步驟2)中得到的漿料一均勻涂覆在集流體銅箔的雙側(cè)表面，真空干燥后用輥壓機(jī)進(jìn)行輥壓、沖切，制備得到負(fù)極片。

作為優(yōu)選，所述步驟2)中加入PAA后，機(jī)械攪拌器的剪切速率為10m/s，加入SBR溶液后，機(jī)械攪拌器的剪切速率為5m/s。

作為優(yōu)選，所述步驟3)中的集流體銅箔的厚度為9um。

作為優(yōu)選，所述步驟3)中對(duì)涂覆有漿料一的集流體銅箔的干燥溫度為85℃±5℃，干燥時(shí)間為16h。

鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、制備負(fù)極片