[发明专利]一种硅基负极片及其电池

说明书

本发明公开了一种硅基负极片及其电池，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层、含硅易循环膨胀型活性材料层；其中，非循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的一面，含硅易循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的另一面。非循环膨胀型活性材料层和含硅易循环膨胀型活性材料层分别涂覆在集流体的两侧上，非循环膨胀型活性材料层在电池循环的过程中不容易膨胀，当含硅易循环膨胀型活性材料层出现膨胀时，非循环膨胀型活性材料层一侧会抵消一部分含硅易循环膨胀型活性材料层的膨胀，减缓硅基材料在循环中的膨胀断裂，同时又能通过硅基材料提高锂离子电池的能量密度。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种硅基负极片及其电池。

背景技术

随着人类工业化程度的增加，越来越多的温室气体被排放到大气中。日益严重的温室效应带来的极端天气和不良后果引发了国际社会的广泛关注，因此开发和发展新能源成了保障各国长足发展的重要任务。锂离子电池由于其体积小、重量轻、高工作电压、高比能量、长循环寿命、低自放电、无记忆效应和环保等优点广泛应用于电动汽车、电网储能、便携式设备等领域而得到快速发展。

目前锂离子电池中常用的石墨负极已经基本开发到理论极限，因此开发新型的负极材料至关重要。由于硅的理论容量高达4200mAh/g，掺硅负极是提高锂离子电池能量密度的有效方法。然而硅基负极材料制成电池充电完成后(嵌锂完成)，体积膨胀超过300％，会在极片中产生明显的应力，该应力会导致活性硅材料断裂并且导致硅与集流体之间出现裂隙，大量的硅材料断裂以及裂隙的出现会导致硅基负极循环容量快速下降。因此，亟需能够克服硅材料在循环过程中膨胀断裂的硅基负极片。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅基负极片及其电池，克服硅基负极片硅材料在循环过程中断裂现象。

本发明公开了一种硅基负极片，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层、含硅易循环膨胀型活性材料层；其中，非循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的一面，含硅易循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的另一面。

可选地，按质量比计，非循环膨胀型活性材料层包括活性材料90％～98.5％，丁苯橡胶0.8％～5％，羧甲基纤维素钠0.7％～5％。

可选地，按质量比计，含硅易循环膨胀型活性材料层包括含硅主材95％～96％，聚丙烯酸2％～4％，纳米碳管0.1％～1％，科琴黑0.1％～2％，羧甲基纤维素钠1～2％。

可选地，含硅主材为单质硅和二氧化硅，二氧化硅包裹单质硅；或含硅主材为单质硅和碳，碳包裹单质硅。

可选地，非循环膨胀型活性材料层的厚度是含硅易循环膨胀型活性材料层厚度的1.4倍。

可选地，非循环膨胀型活性材料层的厚度为70～100um。

可选地，含硅易循环膨胀型活性材料层的厚度为50～70um。

可选地，非循环膨胀型活性材料层的厚度为100um，含硅易循环膨胀型活性材料层的厚度为70um。

可选地，活性材为石墨。

本发明还公开了一种电池，包括如上述的硅基负极片。

本发明的硅基负极片，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层和含硅易循环膨胀型活性材料层，非循环膨胀型活性材料层和含硅易循环膨胀型活性材料层分别涂覆在集流体的两侧上，非循环膨胀型活性材料层在电池循环的过程中不容易膨胀，当含硅易循环膨胀型活性材料层出现膨胀时，非循环膨胀型活性材料层一侧会抵消一部分含硅易循环膨胀型活性材料层的膨胀，减缓硅基材料在循环中的膨胀断裂，同时又能通过硅基材料提高锂离子电池的能量密度。

附图说明