[发明专利]一种硅碳负极浆料的制备方法及其锂离子电池

说明书

本发明公开了一种硅碳负极浆料的制备方法及其锂离子电池，所述浆料按硅碳石墨：导电炭黑：羧甲基纤维素钠：丁苯橡胶：氮甲基吡咯烷酮：去离子水特定的比例混合制成，经涂布、辊压、制片，再与正极片经卷绕、封装、注液、化成、抽气、分容等得到锂离子电池。本发明采用DS=0.80~1.00，分子量为20~30万的CMC，加上本发明特殊的制备工艺，能使其疏水基团能够很好的将硅碳石墨以及导电炭黑SP颗粒吸附与包覆，并均匀的分散于水溶液中形成稳定的浆料，负极浆料能够很好的附着于负极集流体，进行大电流充放电过程时负极不会因膨胀或剥离集流体表面而影响容量以及循环性能，本发明操作简单且成本低，易于产业化推广。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备技术领域，具体涉及到一种硅碳负极浆料的制备方法及其锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池的迅速发展，人们对于锂离子电池的能量密度以及安全性能要求越来越高。传统石墨负极材料的克比容量开发已经接近极限，很难再有所提升，因此具有高克比容量的硅碳石墨便逐渐成为新一代石墨负极材料之一。

经过主流负极厂商技术不断积累，硅碳石墨结构以及性能已经越来越稳定，但是其浆料加工性能却成为应用端的障碍。采用传统石墨的加工方式制得的硅碳浆料容易沉降，且极片在加工过程中容易出现掉粉现象，制得的锂离子电池在后期经过大电流充放电后负极会剥离集流体表面进而影响电池容量以及循环性能等。目前市面上也有专用的粘结剂来配制硅碳石墨浆料，但是其成本过高，不宜批量使用。

鉴于此，硅碳负极浆料的加工性能期待进一步解决。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种硅碳负极浆料的制备方法及其锂离子电池，为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种硅碳负极浆料的制备方法，所述硅碳负极浆料由硅碳石墨、导电炭黑SP、羧甲基纤维素钠CMC、丁苯橡胶SBR、氮甲基吡咯烷酮NMP、去离子水H₂O，按照硅碳石墨（36%~40%）： SP（0.3%~0.8%）：CMC（0.3%~0.8%）：SBR（1.2%~1.5%）：NMP（1.2%~1.7%）：H₂O（55%~60%）比例混合，其制备方法包括如下步骤：

A、预制CMC胶液：将CMC与去离子水=1：（61~70）加入至搅拌机中按照参数a搅拌150~180min，搅拌均匀后称取所需胶液重量M待用；

B、将硅碳石墨、导电炭黑SP粉体加入至行星搅拌机按照参数b低速并且不抽真空搅拌10~20min；

C、称取A步骤中所需胶液重量M的70%加入至步骤B中，按照参数b低速不抽真空搅拌10~20min；

D、称取所需总重量的氮甲基吡咯烷酮NMP的70%以及所需总重量去离子水的70%分别加入至步骤C中，按照参数c高速真空搅拌60~90min；

E、称取A步骤中所需胶液重量M的30%加入至步骤D浆料中，按照参数b低速不抽真空搅拌10~20min；

F、称取所需总重量的氮甲基吡咯烷酮NMP的30%入至步骤E浆料中，按照参数c高速真空搅拌60~90min；

G、称取所需总重量的丁苯橡胶SBR以及所需总重量去离子水的30%加入至步骤F浆料中，按照参数d中速真空搅拌40~60min，得到固含量为38~42%的锂离子电池用硅碳负极浆料。

所述的羧甲基纤维素钠CMC取代度DS=0.80~1.00，分子量为20~30万。

所述的参数a为：自转1200~1500rpm。

所述的参数b为：公转15~20HZ，自转800~1200rpm。

所述的参数c为：公转40~45HZ，自转2500~3000rpm。