[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負(fù)極及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110892574.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN113555524B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱朋輝;劉浩;婁帥賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/13
• 分類號(hào): H01M4/13;H01M4/62;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

1.一種鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述鋰離子電池負(fù)極包括負(fù)極片基材以及設(shè)置于所述負(fù)極片基材至少一側(cè)表面的鋰層；

所述的負(fù)極片基材包括負(fù)極片集流體以及設(shè)置于所述負(fù)極片集流體至少一側(cè)表面的負(fù)極材料層；所述負(fù)極材料層由包括導(dǎo)電劑、表面修飾第一官能團(tuán)的硅基材料和含有第二官能團(tuán)的粘結(jié)劑的原料制備得到；

所述第一官能團(tuán)為氨基和/或羥基；

所述第二官能團(tuán)為羧基；

所述導(dǎo)電劑、含有第一官能團(tuán)的硅基材料和含有第二官能團(tuán)的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為（0.5~1.5）：（95~97）：（2~4）；

步驟一：制備含有第一官能團(tuán)的硅基材料和含有第二官能團(tuán)的粘結(jié)劑；

所述含有第一官能團(tuán)的硅基材料的制備方法，包括以下步驟：將硅基材料與氧化劑混合并進(jìn)行反應(yīng)，所述氧化劑包括過氧化氫和硫酸的混合液，所述過氧化氫和所述硫酸的質(zhì)量比為（1~4）：（1~3）；或者，向硅基材料的溶液中滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，滴加的速度為4.5~5.5mL/h，反應(yīng)時(shí)間為11~13h，所述硅基材料的溶液的pH為2.8~3.2；

所述含有第二官能團(tuán)的粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：將第一聚合體系與單體C進(jìn)行混合并反應(yīng)；所述第一聚合體系為單體A和單體B形成的聚合體系；所述單體A為苯乙烯，所述單體B為丁二烯和/或丙烯腈類單體；所述單體C為含有乙烯基碳酸乙烯酯基團(tuán)的單體、含有異丙酸基團(tuán)的單體和含有2-腈基乙酸基團(tuán)的單體中的至少一種；

步驟二：將負(fù)極漿料涂覆于所述負(fù)極片集流體表面并進(jìn)行干燥，得到負(fù)極片基體；再通過蒸鍍的方式，將鋰源以鋰原子的形式沉積在所述負(fù)極片基體的表面，形成鋰層；所述負(fù)極漿料包括所述導(dǎo)電劑、所述含有第一官能團(tuán)的硅基材料、所述含有第二官能團(tuán)的粘結(jié)劑與溶劑；

所述的鋰層的厚度為1.5~5μm；

所述蒸鍍的過程中，鋰源的蒸發(fā)速率為0.01~1?/S。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述硅基材料包括硅碳復(fù)合材料、硅的氧化物和硅單質(zhì)中至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述硅碳復(fù)合材料中，以質(zhì)量百分比計(jì)，碳材料為0.5%~10%，硅材料為90%~99.5%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述硅材料包括氧化亞硅和二氧化硅中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳和軟碳中的至少一種；

所述人造石墨包括一次顆粒石墨和/或二次顆粒石墨。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述單體C的添加量為所述第一聚合體系質(zhì)量的30%~60%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述蒸鍍的過程中，真空度為10^-5~10^-3Pa。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述蒸鍍的過程中，露點(diǎn)不大于-40℃。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極和權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極的制備方法制備得到的鋰離子電池負(fù)極。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極包括磷酸鐵鋰正極、鎳鈷錳三元正極和無鈷正極中的至少一種。