[發明專利]負極極片及其制備方法

有效

• 申請號: 202011603667.2
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112436104B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 董鑫怡;余輝;賀勁鑫;陳青華;姚林林;房冰
• 申請（專利權）人: 蘭溪致德新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/133;H01M4/134;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M4/04
• 代理公司: 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

本申請公開了一種負極極片，包括集流體和負載在集流體上的活性物質，所述活性物質包括硅材料和碳材料的混合物。本申請提供的負極極片，通過硅材料與碳材料以一定比例混合，確保了負極端的高能量密度，其次，采用不同粒徑碳材料與硅材料搭配，可減少活性材料比表面積，可以得到較高的首次效率和壓實密度，并且充放電循環過程中硅材料和碳材料能維持較好的電接觸，從而獲得較高的循環壽命。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，具體涉及一種負極極片，該負極極片的制備方法。

背景技術

硅碳負極是公認的下一代鋰電池負極材料，它具有比容量高（接近現有石墨負極的10倍）、脫嵌鋰電位低（0.2~0.4V vs Li）、無毒且儲量豐富（地殼元素豐度僅次于氧元素）等優點，但也存在體積膨脹大從而導致循環性能差、電子電導率低從而導致倍率性能差等缺點。其中體積膨脹大這個問題會導致在充放電過程中硅負極不停收縮膨脹，從而使硅負極在循環過程中脫離電接觸。為了解決上述問題，除了從材料端進行改善優化外，極片端也需要進行改善優化。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種負極極片，通過碳材料采用兩種粒徑搭配，可以得到較高的首次效率和壓實密度，并且充放電循環過程中硅材料和碳材料能維持較好的電接觸，從而獲得較高的循環壽命。

本申請提供了一種負極極片，包括集流體和負載在集流體上的活性物質，所述活性物質包括硅材料和碳材料的混合物。

在一個實施例中，本申請提供了上述負極極片的制備方法，包括以下步驟：

(1)將硅材料和碳材料在去離子水中混合均勻，干燥處理獲得活性物質二次顆粒；

(2)采用雙行星攪拌機將粘結劑、導電劑、活性物質二次顆粒在合適溶劑中攪拌分散勻漿，并通過添加溶劑調整漿料至合適粘度；

(3)采用擠壓式涂布機將制備的漿料在集流體上進行涂覆、烘干，并根據實際壓實密度需求輥壓至相應的厚度。

本發明的有益效果在于，通過硅材料與碳材料以一定比例混合，可確保負極端的高能量密度，其次，采用不同粒徑碳材料與硅材料搭配，并通過干燥處理，形成二次顆粒，提高材料分布的均勻性，同時可減少活性材料比表面積，可以得到較高的首次效率和壓實密度，并且充放電循環過程中硅材料和碳材料能維持較好的電接觸，從而獲得較高的循環壽命。

本申請實施例的額外層面及優點將在后續說明中描述和顯示，或是經由本申請實施例的實施而闡釋。

具體實施方式

本申請的實施例將會被詳細的描述在下文中。本申請的實施例不應該被解釋為對本申請的限制。

在本申請中，以范圍格式呈現量、比率和其他數值，應理解，此類范圍格式是用于便利及簡潔起見，且應靈活地理解，不僅包含明確地指定為范圍限制的數值，而且包含涵蓋于所述范圍內的所有個別數值或子范圍，如同明確地指定每一數值及子范圍一般。

在本申請中，由術語“中的至少一種”或其他相似術語所連接的項目的列表可意味著所列項目的任何組合。例如，如果列出項目A及B，那么短語“A及B中的至少一種”意味著僅A；僅B；或A及B。項目A可包含單個元件或多個元件，項目B可包含單個元件或多個元件。

在本申請中，Dv50為材料累計體積百分數達到50%時所對應的粒徑。

一、負極極片

本實施例提供了一種負極極片，包括集流體和負載在集流體上的活性物質，所述活性物質包括硅材料和碳材料的混合物，硅材料用于提高負極片的比容量，碳材料用于減小負極片的體積膨脹。

在一些實施例中，所述硅材料和碳材料混合通過干燥處理形成二次顆粒，一方面可提高材料分布的均勻性，另一方面可減少材料比表面積，從而減少副反應的發生。