【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池領域，具體涉及一種含硅負極片及鋰離子電池和制備方法。
技術介紹
1、鋰離子電池由于其高能量密度、長壽命和良好的充放電性能，已經成為移動電子設備、電動汽車和儲能系統中不可或缺的能量存儲方式。隨著科技的發展，對鋰離子電池的能量密度要求越來越高，硅負極材料由于其較高的理論容量(約4200mah/g)，被廣泛應用于提升鋰離子電池的能量密度。
2、近年來硅材料技術不斷發展，旨在提升循環穩定性、抑制體積膨脹。為降低硅負極膨脹，硅負極材料粒徑往往較小；為提升電池能量密度，硅負極材料的添加量越來越高，這就容易導致其在制漿過程中發生團聚，出現硅負極材料和石墨材料分布不均勻的問題。
3、在現有的技術中，含硅負極材料為降低硅負極膨脹，硅負極材料粒徑往往較小，這就容易致使其在制漿過程中發生團聚，硅負極材料和石墨材料分布不均勻，硅負極聚集位置嵌鋰后膨脹應力集中，且形成局部點位n/p比過高，導致局部極化問題。這些問題會影響電池的充放電性能和循環穩定性，限制了鋰離子電池的能量密度的進一步提升。因此，如何提高含硅負極材料的制漿一致性，防止硅材料團聚，是當前技術面臨的重要挑戰。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術中的缺點，提供一種含硅負極片及鋰離子電池和制備方法。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種含硅負極片，包括負極集流體以及設置在所述的負極集流體兩側的負極活性材料層；所述的負極活性材料層包括負極活性物質、負
4、所述的分散劑為聚氨酯分散劑、聚酯分散劑、環氧分散劑、聚羧酸鹽分散劑、烷基醇酰胺分散劑中的一種或多種。；優選的，所述的分散劑在負極活性材料層中的質量含量為(0.5～2)％；優選為(1～2)％。
5、石墨活性物質、負極導電劑、負極粘結劑、以及分散劑的質量比為(80～98)：(0～5)：(1～5)：(0.1～5)；優選為(93.5～95)：0.6：3.9：(0.5～2)；更優選為：94.5：0.6：3.9：1；
6、優選的，所述的石墨活性物質中石墨負極材料以及硅負極材料的質量比為(80～98)：(2～20)；優選為85：15；
7、所述石墨負極材料為人造石墨、天然石墨中的至少一種，優選人造石墨；
8、所述硅負極材料為氧化亞硅及硅碳材料中的至少一種；
9、所述負極導電劑為石墨烯、碳納米管及炭黑中的至少一種；優選為炭黑與碳納米管的混合物，優選的，炭黑與碳納米管的質量比為5：1；
10、所述負極粘結劑為丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鋰、聚丙烯酸中的一種或多種；優選為羧甲基纖維素鋰、聚丙烯酸與丁苯橡膠的混合物，優選的，羧甲基纖維素鋰、聚丙烯酸與丁苯橡膠的質量比為1：1.9：1；
11、所述負極集流體為銅箔、涂碳銅箔中的一種。
12、本專利技術還包括一種所述的含硅負極片的制備方法，包括下述步驟：s1：獲得負極漿料；s2：將負極漿料涂布在負極集流體表面，加熱烘干，最終獲得含硅負極片。
13、s1的具體步驟為：
14、第一步，將粘結劑加入到去離子水中獲得粘結劑膠液，優選的，膠液的固含量為0.1％～10％；優選為1.2％；
15、第二步，將導電劑以及分散劑加入到粘結劑膠液中攪拌均勻得到導電膠；
16、第三步，向導電膠中分步加入石墨負極材料和硅負極材料，攪拌均勻后，加入去離子水調整漿料的固含量至35％～55％，獲得包含石墨負極材料和硅負極材料的導電膠；
17、第四步，將獲得所述漿料進行過濾。
18、如果粘結劑中含有丁苯橡膠，則在第三步包含石墨負極材料和硅負極材料的導電膠中加入丁苯橡膠。
19、第一步，以100rpm～800rpm的攪拌速度攪拌0.5h～24h；
20、第二步，以500rpm～4000rpm的攪拌速度攪拌0.5h～2.5h；
21、第三步具體為：向所述導電膠中同時加入石墨材料和硅負極材料后，先用100rpm～800rpm的攪拌速度攪拌15min～60min，然后用1000rpm～4000rpm的攪拌速度攪拌0.5h～4h，加入去離子水調整導電膠的固含量至35％～55％，再用1000rpm～4000rpm的攪拌速度攪拌0.5h～1.5h，獲得包含石墨材料和硅負極材料的導電膠。
22、第四步，以100rpm～800rpm的攪拌速度攪拌10min～30min；漿料通過80～200目篩進行過濾。
23、本專利技術還包括一種鋰離子電池，包括所述的含硅負極片、正極片以及隔膜。
24、本專利技術還包括一種所述的鋰離子電池的制備方法，包括下述步驟：所述的含硅負極片、正極片以及隔膜以疊片形式組裝好，用鋁塑殼封裝成極組，并通過后續裝配、注液、化成工序，獲得鋰離子電池。
25、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
26、本申請的技術方案在負極漿料中加入分散劑，所述的分散劑的錨固基團，
27、通過靜電排斥、空間位阻及強氫鍵作用力，能夠有效地防止硅顆粒發生團聚，從而提高硅材料和石墨負極材料的制漿一致性。同時，作為其中的優選形式，本申請的技術方案通過優化分散劑的含量，得到的負極片中負極活性物質顆粒分散均勻，對應得到的電池循環性能良好。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種含硅負極片，其特征在于，包括負極集流體以及設置在所述的負極集流體兩側的負極活性材料層；所述的負極活性材料層包括負極活性物質、負極導電劑、負極粘結劑、以及分散劑；所述的負極活性物質包括石墨負極材料以及硅負極材料；所述的分散劑包括錨固基團；所述的錨固基團為是羥基、羧基、氨基、羰基、酰胺基中的一種或幾種。
2.根據權利要求1所述的含硅負極片，其特征在于，所述的分散劑為聚氨酯分散劑、聚酯分散劑、環氧分散劑、聚羧酸鹽分散劑、烷基醇酰胺分散劑中的一種或多種；優選的，所述的分散劑在負極活性材料層中的質量含量為(0.5～2)％；優選為(1～2)％。
3.根據權利要求1所述的含硅負極片，其特征在于，石墨活性物質、負極導電劑、負極粘結劑、以及分散劑的質量比為(80～98)：(0～5)：(1～5)：(0.1～5)；優選為(93.5～95)：0.6：3.9：(0.5～2)；更優選為：94.5：0.6：3.9：1；
4.根據權利要求1所述的含硅負極片，其特征在于，所述石墨負極材料為人造石墨、天然石墨中的至少一種，優選人造石墨；
5.一種權利要求1-4
6.根據權利要求5所述的含硅負極片的制備方法，其特征在于，S1的具體步驟為：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，如果粘結劑中含有丁苯橡膠，則在第三步包含石墨負極材料和硅負極材料的導電膠中加入丁苯橡膠。
8.根據權利要求6所述的含硅負極片的制備方法，其特征在于，第一步，以100rpm～800rpm的攪拌速度攪拌0.5h～24h；
9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求1-4任一項所述的含硅負極片、正極片以及隔膜。
10.一種權利要求9所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：所述的含硅負極片、正極片以及隔膜以疊片形式組裝好，用鋁塑殼封裝成極組，并通過后續裝配、注液、化成工序，獲得鋰離子電池。
...【技術特征摘要】
1.一種含硅負極片，其特征在于，包括負極集流體以及設置在所述的負極集流體兩側的負極活性材料層；所述的負極活性材料層包括負極活性物質、負極導電劑、負極粘結劑、以及分散劑；所述的負極活性物質包括石墨負極材料以及硅負極材料；所述的分散劑包括錨固基團；所述的錨固基團為是羥基、羧基、氨基、羰基、酰胺基中的一種或幾種。
2.根據權利要求1所述的含硅負極片，其特征在于，所述的分散劑為聚氨酯分散劑、聚酯分散劑、環氧分散劑、聚羧酸鹽分散劑、烷基醇酰胺分散劑中的一種或多種；優選的，所述的分散劑在負極活性材料層中的質量含量為(0.5～2)％；優選為(1～2)％。
3.根據權利要求1所述的含硅負極片，其特征在于，石墨活性物質、負極導電劑、負極粘結劑、以及分散劑的質量比為(80～98)：(0～5)：(1～5)：(0.1～5)；優選為(93.5～95)：0.6：3.9：(0.5～2)；更優選為：94.5：0.6：3.9：1；
4.根據權利要求1所述的含硅負極片，其特征在于，所述石墨負極材料為人造...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張欣，孔令麗，王紀威，馬光耀，曹雅琪，王官美，董留巖，李傳東，
申請(專利權)人：天津力神聚元新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。