[發(fā)明專利]一種負極漿料及其制備方法、負極片和二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210086448.4
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114530582B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鶴;劉偉星;林迎曦;葉林;陳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州鋰威新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/583;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 潘俊達;王滔

本發(fā)明屬于二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負極漿料及其制備方法、負極片和二次電池，包括以下步驟：步驟S1、稱取硅氧材料、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷，依次將硅氧材料、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷加入溶劑中攪拌分散，離心洗滌干燥得到多巴胺改性硅氧材料；步驟S2、稱取增稠劑膠液、聚丙烯酸類粘結(jié)劑和碳納米管，將增稠劑膠液加入部分聚丙烯酸類粘結(jié)劑攪拌，加入碳納米管攪拌，加入多巴胺改性硅氧材料攪拌分散得到混合膠液；步驟S3、稱取石墨和導(dǎo)電碳黑，依次將部分石墨、導(dǎo)電碳黑、剩余石墨加入攪拌釜中攪拌混合，加入混合膠液，加入剩余聚丙烯酸類粘結(jié)劑攪拌得到負極漿料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負極漿料及其制備方法、負極片和二次電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于能量密度高、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點而備受關(guān)注，在3C數(shù)碼、汽車等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。石墨作為負極材料，其理論克容量僅為372mAh/g，越來越無法滿足人們對高能量密度電池的需求尤其是5G時代的來臨。硅材料具有最高的理論客容量(～4200mAh/g)以及低的放電電壓(～0.5Vvs?Li/Li⁺)，被認為是取代石墨的最有前景的負極材料之一。硅材料本身導(dǎo)電性較差，一個主要改善措施是在石墨與硅的勻漿過程中加入碳納米管(CNT)提高導(dǎo)電性。但現(xiàn)在技術(shù)制備方法中碳納米管對硅氧材料的導(dǎo)電性提高有限，導(dǎo)電性和穩(wěn)定性不佳。這成為了制約硅材料在鋰電池中廣泛應(yīng)用的一大障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種負極漿料的制備方法，能夠解決硅材料的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種負極漿料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1、稱取硅氧材料、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷，依次將硅氧材料、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷加入溶劑中攪拌分散，離心洗滌干燥得到多巴胺改性硅氧材料；

步驟S2、稱取增稠劑膠液、聚丙烯酸類粘結(jié)劑和碳納米管，將增稠劑膠液加入部分聚丙烯酸類粘結(jié)劑攪拌，加入碳納米管攪拌，加入多巴胺改性硅氧材料攪拌分散得到混合膠液；

步驟S3、稱取石墨和導(dǎo)電碳黑，依次將部分石墨、導(dǎo)電碳黑、剩余石墨加入攪拌釜中攪拌混合，加入混合膠液，加入剩余聚丙烯酸類粘結(jié)劑攪拌得到負極漿料。

現(xiàn)有的制備方法，使用碳納米管、石墨和硅氧材料進行勻漿時，由于碳納米管(CNT)與石墨間的吸附作用，減少了碳納米管(CNT)在硅氧周圍的分散；同時，在勻漿過程中的高速攪拌剪切作用會導(dǎo)致碳納米管(CNT)脫落。以上情況均會降低碳納米管(CNT)對硅氧材料本身導(dǎo)電性的改善作用。本發(fā)明的一種負極漿料的制備方法，使用鹽酸多巴胺對硅氧材料進行改性，制得多巴胺改性硅氧材料，多巴胺改性硅氧材料的表面存在氨基官能團，可加強與粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的相互作用，從而提高負極漿料的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性；將多巴胺改性硅氧材料首先與增稠劑膠液、聚丙烯酸類粘結(jié)劑和碳納米管進行混合，使碳納米管能夠充分分散在多巴胺改性硅氧材料表面，從而大大改善硅氧材料的導(dǎo)電性；最后將部分石墨、導(dǎo)電碳黑和剩余石墨依次加入混合膠液中攪拌，使導(dǎo)電碳黑分散在石墨之間，從而使?jié){料分散均勻。三羥甲基氨基甲烷能夠去質(zhì)子化，使硅氧材料容易被鹽酸多巴胺改性。

優(yōu)選地，所述步驟S1中硅氧材料、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷的重量份數(shù)比為4～20：0.1～2：0.1～1。設(shè)置一定的配比，使改性后的硅氧材料兼具導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，所述步驟S1中攪拌分散時間為5～30min，干燥溫度為70～90℃，干燥時間為40～50h。攪拌分散時間為5min、8min、12min、18min、24min、28min、29min、30min；干燥溫度為70℃、2℃、78℃、82℃、85℃、90℃；干燥時間為40h、41h、42h、43h、44h、45h、46h、47h、48h、50h。