[发明专利]一种锂离子电池负极及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述锂离子电池负极包括负极片基材以及设置于所述负极片基材至少一侧表面的锂层；

所述的负极片基材包括负极片集流体以及设置于所述负极片集流体至少一侧表面的负极材料层；所述负极材料层由包括导电剂、表面修饰第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的原料制备得到；

所述第一官能团为氨基和/或羟基；

所述第二官能团为羧基；

所述导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的质量比为（0.5~1.5）：（95~97）：（2~4）；

步骤一：制备含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂；

所述含有第一官能团的硅基材料的制备方法，包括以下步骤：将硅基材料与氧化剂混合并进行反应，所述氧化剂包括过氧化氢和硫酸的混合液，所述过氧化氢和所述硫酸的质量比为（1~4）：（1~3）；或者，向硅基材料的溶液中滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，滴加的速度为4.5~5.5mL/h，反应时间为11~13h，所述硅基材料的溶液的pH为2.8~3.2；

所述含有第二官能团的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：将第一聚合体系与单体C进行混合并反应；所述第一聚合体系为单体A和单体B形成的聚合体系；所述单体A为苯乙烯，所述单体B为丁二烯和/或丙烯腈类单体；所述单体C为含有乙烯基碳酸乙烯酯基团的单体、含有异丙酸基团的单体和含有2-腈基乙酸基团的单体中的至少一种；

步骤二：将负极浆料涂覆于所述负极片集流体表面并进行干燥，得到负极片基体；再通过蒸镀的方式，将锂源以锂原子的形式沉积在所述负极片基体的表面，形成锂层；所述负极浆料包括所述导电剂、所述含有第一官能团的硅基材料、所述含有第二官能团的粘结剂与溶剂；

所述的锂层的厚度为1.5~5μm；

所述蒸镀的过程中，锂源的蒸发速率为0.01~1Å/S。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅基材料包括硅碳复合材料、硅的氧化物和硅单质中至少一种。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅碳复合材料中，以质量百分比计，碳材料为0.5%~10%，硅材料为90%~99.5%。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅材料包括氧化亚硅和二氧化硅中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳和软碳中的至少一种；

所述人造石墨包括一次颗粒石墨和/或二次颗粒石墨。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述单体C的添加量为所述第一聚合体系质量的30%~60%。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述蒸镀的过程中，真空度为10^-5~10^-3Pa。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述蒸镀的过程中，露点不大于-40℃。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极和权利要求1~8中任一项所述的锂离子电池负极的制备方法制备得到的锂离子电池负极。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括磷酸铁锂正极、镍钴锰三元正极和无钴正极中的至少一种。