[发明专利]铜箔复合材料及其制备方法、负极极片和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种铜箔复合材料及其制备方法、负极极片和锂离子电池，涉及电池领域。该铜箔复合材料，包括铜箔，所述铜箔表面经氨基类硅烷偶联剂改性处理。利用该铜箔复合材料能够解决现有技术中以硅基材料为负极活性材料时，硅基材料循环前期容量快速衰减以及循环后期漏箔等问题。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体的，涉及一种铜箔复合材料及其制备方法、 负极极片和锂离子电池。

背景技术

目前，商业化的锂离子电池中，阳极的活性材料主要是石墨。但是， 石墨由于质量比容量有限，体积比容量提升空间小，以石墨为阳极活性材 料的锂离子电池无法满足未来高容量、小体积/质量电子设备的使用需求。

通过研究，人们发现作为锂离子电池的阳极材料，硅是最有应用前景 的材料之一。硅基材料的理论克容量可高达4200mAh/g，理论体积比容量 可高达7200mAh/cm³。但是，硅基材料在脱/嵌锂过程中，活性颗粒的体积 变化较大，容易破裂，导致其与电解液的副反应反复发生，从而导致前期 容量快速衰减以及后期易于从集流体铜箔上脱落导致电极漏箔和膜粉化， 使锂离子电池循环性能恶化，进而限制了其在锂离子电池的商业化应用。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种铜箔复合材料，以解决现有技术中以 硅基材料为负极活性材料时，硅基材料容量前期循环衰减快且后期硅基材 料易于从集流体铜箔上脱落漏铜的问题。

本发明的第二目的在于提供一种铜箔复合材料的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种负极极片，以提高锂离子电池的循环 稳定性。

本发明的第四目的在于提供一种包含本发明负极极片的锂离子电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铜箔复合材料，包括铜箔，所述铜箔表面经氨基类硅烷偶联剂改 性处理。

进一步地，所述氨基类硅烷偶联剂为式Ⅰ所示结构化合物或式Ⅱ所示 结构化合物中的至少一种；

其中，R₁、R₂、R₃、R₅、R₆和R₇均各自独立地选自氢或碳原子数为 1～10的烷基，R₄选自碳原子数为1～20且含有氨基的基团，R₈选自碳原子 数为1～10的烷基，R₉选自碳原子数为1～20且含有氨基的基团或苯基；

所述含有氨基的基团为烃类化合物分子上的至少一个氢原子被氨基 取代后，再失去任一氢原子所形成的基团；

所述氨基选自-NH₂、-NHR、-NR₂中的至少一种，其中R为烃基。

进一步地，式Ⅰ中，R₁、R₂和R₃均各自独立地选自甲基、乙基或异 丙基，R₄选自碳原子数1～15且含有氨基的烷基；

优选地，式Ⅱ中，R₅、R₆、R₇和R₈均各自独立地选自甲基、乙基或 异丙基，R₉选自碳原子数1～15且含有氨基的基团或苯基。

进一步地，所述氨基类硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨 丙基三乙氧基硅烷、N-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二乙氧基硅烷或苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。

进一步地，所述铜箔的厚度为1～30μm，优选为6～12μm。