[发明专利]一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法，其浆料包括以下组分：硅基活性物质30‑65份、导电胶浆料3‑15份、粘结剂乳液1‑10份、羧甲基纤维素钠0.15‑1.5份、氮甲基吡咯烷酮0.5‑1.5份、去离子水30‑60份。该硅基负极浆料通过选取不同维度的导电剂进行复合，构造良好的导电网络，不仅仅可以提高极片电导率，还能有效改善硅颗粒膨胀过程中导致的接触性变差，解决了硅材料充放电后晶格体积膨胀，硅颗粒粉化，硅颗粒与导电剂、粘结剂接触差，硅颗粒表面SEI膜反复增长，消耗电解液等问题，提升了制成电池的首次效率、倍率放电、循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法。

背景技术

锂离子电池因绿色环保、工作电压高、能量密度高、自放电率小等诸多优点而被广泛用于社会生活的方方面面。在当今社会各领域，锂离子电池一直备受关注，同时提升锂离子电池生产技术也是各企业一直不懈的追求。随着技术的发展，对锂离子电池，特别是动力电池的性能要求越来越高，尤其是对动力电池的比能量提升方面。

硅材料被认为是一种极具潜力的负极材料：硅的理论比容量高达4200mAh/g，是石墨的10倍以上；低的脱锂电位平台(＜0.4V)；不易燃烧，安全性好。因此受到人们的广泛关注。然而硅材料充放电后晶格体积膨胀达到了300％以上，如此大的膨胀导致：硅颗粒粉化，循环性能差；硅颗粒与导电剂、粘结剂接触差；硅颗粒表面SEI膜反复增长，消耗电解液，充放电效率降低，电池性能变差，这使得高容量的硅负极材料在锂电池的应用上受到了严重的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明具体实施方式期望提供一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法。通过选取不同维度的导电剂进行复合，构造良好的导电网络，不仅仅可以提高极片电导率，还能有效改善硅颗粒膨胀过程中导致的接触性变差，进而提升硅基负极材料的综合性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明具体实施方式提供一种锂离子电池硅基负极浆料，其特征在于，该负极浆料由以下组分按质量份数混合而成：

硅基活性物质30-65份

导电胶浆料3-15份

粘结剂乳液1-10份

羧甲基纤维素钠0.15-1.5份

氮甲基吡咯烷酮0.5-1.5份

去离子水30-60份。

进一步地，所述硅基活性物质为硅、硅锂合金、硅硼合金、硅碳复合物、氧化亚硅和氧化亚硅与碳的复合物中的一种或几种混合。

进一步地，所述导电胶浆料是由零维导电剂、一维导电剂、二维导电剂并添加少量分散剂均匀分散在去离子水中制成的固含量为5％的浆料。

更进一步地，所述分散剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯类中的一种或多种。

更进一步地，所述导电胶浆料组分的质量份数为：

零维导电剂 0.5-3份

一维导电剂 0.5-3份

二维导电剂 0.5-3份

分散剂 1份

去离子水 95份

所述零维导电剂、所述一维导电剂、所述二维导电剂三种组分总质量分数的加和为4份。

具体地，所述零维导电剂包括导电炭黑、乙炔碳黑、超导碳黑；所述一维导电剂包括碳纳米管、炭纤维；所述二维导电剂为石墨烯。