[发明专利]一种锂离子电池的含硅负极及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池的含硅负极，包含：(1)活性材料；(2)增稠剂；(3)粘结剂，其特征在于，所述活性材料是由碳基粉末和含硅粉末组成的混合物，所述碳基粉末占含硅负极总量的93wt%～98wt%，所述含硅粉末占含硅负极总量的0wt%～5wt%，但不包括0%；所述碳基粉末与含硅粉末的平均粒径D50之比在3.0～96.9的范围内。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述碳基粉末选自天然石墨、人造石墨、表面改性的天然石墨、硬碳、软碳或者中间相炭微球中的一种或其中几种的任意组合。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述碳基粉末的平均粒径D50为8.9～25.2微米。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述含硅粉末选自多晶硅粉、非晶硅粉、氧化亚硅(SiO_x)粉末、硅基合金粉末或硅碳复合结构粉末中的一种或几种的任意组合。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述含硅粉末的平均粒径D50为0.26～8.4微米。

6.根据权利要求4所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述多晶硅粉为微米/纳米级颗粒状或者线状；所述非晶硅粉为微米级棒状；所述氧化亚硅为微米级颗粒状；所述硅基合金粉末为微米级硅镍合金；所述硅碳复合结构粉末为石墨烯包裹非晶硅颗粒结构粉末。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述的增稠剂选自羧甲基纤维素(CMC)或者羧甲基纤维素钠(CMCNa)中的一种，占含硅负极总量的0.6wt%～3wt%。

8.根据权利要求1至8中任一项所述的一种锂离子电池的含硅负极，其特征在于，所述的粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAANa)、海藻酸、海藻酸钠中的一种或任意几种以任意比例混合而成，占含硅负极总量的0.6wt%～3wt%。

9.权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池含硅负极的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：

(1)将碳基粉末与含硅粉末混合；

(2)加入增稠剂和粘结剂水分散体，经过高速机械搅拌制备出均匀的流体浆料；

(3)将得到的流体浆料经过涂布、烘干、碾压步骤之后，即为可直接应用的锂离子电池含硅负极极片。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池含硅负极的制备方法，其特征在于，所述碳基粉末选自天然石墨、人造石墨、表面改性的天然石墨、硬碳、软碳或者中间相炭微球中的一种或其中几种的任意组合，所述碳基粉末占含硅负极总量的93wt%～98wt%；所述含硅粉末选自多晶硅粉、非晶硅粉、氧化亚硅(SiOx)粉末、硅基合金粉末或硅碳复合结构粉末中的一种或几种的任意组合，所述含硅粉末占含硅负极总量的0wt%～5wt%，但不包括0%；所述的增稠剂选自羧甲基纤维素(CMC)或者羧甲基纤维素钠(CMCNa)中的一种，占含硅负极总量的0.6wt%～3wt%；所述的粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAANa)、海藻酸和海藻酸钠中的一种或任意几种以任意比例混合而成，占含硅负极总量的0.6wt%～3wt%。