锂离子电池负极材料、锂离子电池及其驱动的装置和制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，具体而言，提供了一种锂离子电池负极材料、锂离子电池及其驱动的装置和制备方法。本发明专利技术提供的锂离子电池负极材料包含硅碳复合材料，负极粘结剂和负极导电剂。该锂离子电池负极材料中负极粘结剂和负极导电剂的含量低，在保证负极材料的导电性能和循环性能稳定的同时，负极材料还具有能量密度高，稳定性好并且成本低的优点。本发明专利技术提供的锂离子电池应用上述锂离子负极材料。本发明专利技术提供了锂离子电池驱动的装置。本发明专利技术提供制备上述锂离子电池的制备方法，工艺简单，应用范围广，制备得到的锂离子电池具有安全性高和成本低的优点。

Lithium ion battery anode material, lithium ion battery and driving device and preparation method thereof

The invention relates to the field of lithium-ion batteries, in particular to a lithium-ion battery anode material, a lithium-ion battery and a driving device and a preparation method thereof. The lithium ion battery anode material provided by the invention comprises a silicon carbon composite material, an anode binder and an anode conductive agent. The cathode material of the lithium-ion battery has the advantages of high energy density, good stability and low cost, while ensuring the conductivity and cycle stability of the cathode material. The lithium ion battery provided by the invention is applied to the lithium ion negative electrode material. The invention provides a device driven by a lithium ion battery. The invention provides a preparation method for preparing the lithium-ion battery, which has the advantages of simple process and wide application range, and the prepared lithium-ion battery has the advantages of high safety and low cost.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极材料、锂离子电池及其驱动的装置和制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂离子电池负极材料、锂离子电池及其驱动的装置和制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池，即充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。当前商业化的锂离子电池所用的负极材料普遍是石墨材料，虽然石墨材料具有平稳的工作电位和良好的循环性能，但是比容量偏低(300mAh/g左右)，这就限制了锂离子电池在高能量密度电池上的应用和性能提升。然而，硅具有较大的理论比容量(4200mAh/g左右)，因此，将硅应用于锂离子电池的负极材料中具有更好地发展前景。但是，目前的硅碳复合材料应用于锂离子电池负极材料的制备中还存在导电性能较差和循环性能较差的缺点，开发一种包含硅碳复合材料并且导电性能和循环性能高的负极材料和锂离子电池具有重要意义。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种锂离子电池负极材料，本专利技术的第二目的在于提供一种锂离子电池，本专利技术的第三目的在于提供上述锂离子电池驱动的装置，本专利技术的第四目的在于提供上述锂离子电池的制备方法，以缓解现有技术中缺少一种能量密度高，导电性能和循环性能好同时成本低又安全性高的锂离子负极材料和锂离子电池的技术问题。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供一种锂离子电池负极材料，原料按照重量份数计包括94-96份硅碳复合材料，0.5-3份负极导电剂和1.5-4份负极粘结剂。进一步地，原料按照重量份数计包括95-96份硅碳复合材料，2-3份负极导电剂和1-5份负极粘结剂。进一步地，所述负极粘结剂包括CMC和/或SBR；优选地，所述负极粘结剂按照重量份数计包括0.5-2份CMC和1-2份SBR；优选地，所述负极粘结剂按照重量份数计包括1-2份CMC和1-2份SBR。进一步地，所述负极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑或石墨烯中的一种或多种；优选地，所述硅碳复合材料包括硅碳混合研磨材料，硅碳纳米棒材料，硅包覆碳材料，碳包覆硅材料或硅碳核壳材料。本专利技术提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池负极材料。进一步地，所述锂离子电池还包括正极材料，所述正极材料包括NCA，正极粘结剂和正极导电剂，所述NCA的化学式为LiNi0.85Co0.1Al0.05O2；优选地，所述正极材料按照重量份数计包括93-97份NCA，1-2份正极粘结剂和1-2份正极导电剂；优选地，所述正极材料按照重量份数计包括95-97份NCA，1-1.5份正极粘结剂和1.5-2份正极导电剂。进一步地，所述正极粘结剂包括PVDF。进一步地，所述正极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑或石墨烯中的一种或多种。本专利技术提供由上述的锂离子电池驱动的装置。本专利技术最后提供上述的锂离子电池的制备方法，，包括以下步骤：(a)分别将正极材料和负极材料涂覆于正极集流体和负极集流体的正反两侧，然后进行干燥、辊压、裁切成所需合适尺寸的正极片和负极片；(b)将经烘烤后的正极片、隔离膜、负极片以叠片形式制成电芯，其中负极片较正极片多一片；(c)用经冲坑后的铝塑膜将叠好的电芯包膜，一侧不封口，另一侧和上一侧封口，经一定时间烘烤后，经不封口一侧向电芯内注入适量电解液；(d)经化成，老化，抽气后再将未封口一侧热封，即得所述锂离子电池。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的锂离子电池负极材料包含硅碳复合材料，负极粘结剂和负极导电剂。该锂离子电池负极材料中各原料的配比合理，负极粘结剂和负极导电剂的含量低，在保证负极材料的导电性能和循环性能稳定的同时，负极材料还具有能量密度高，稳定性好并且成本低的优点。本专利技术提供的锂离子电池应用上述锂离子负极材料，具有容量高，能量密度高和安全性能高的优点。本专利技术提供的上述锂离子电池驱动的装置，通过降低了锂离子电池的成本从而降低了装置的成本，并提高了装置的安全性，减少了装置中由于电池带来的安全隐患，并且使用寿命更长。本专利技术提供的制备上述锂离子电池的制备方法工艺简单，应用范围广，制备得到的锂离子电池具有安全性高和成本低的优点。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术提供了一种锂离子电池负极材料，原料按照重量份数计包括94-96份硅碳复合材料，0.5-3份负极导电剂和1.5-4份负极粘结剂。该锂离子电池负极材料中各原料的配比合理，均一性，粘度和流动性好。其中，负极粘结剂和负极导电剂的含量比例低，但是可以保证负极材料的导电性能和循环性能，同时硅碳复合材料的含量比例高，因此该锂离子电池负极材料具有能量密度高，稳定性好并且成本低的优点。硅碳复合材料典型但非限制性的为94份、94.5份、95份、95.5份或96份；负极粘结剂典型但非限制性的为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、或4份；负极导电剂典型但非限制性的为0.5份、1份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.4份、2.8份或3份。在本专利技术的一个优选地实施方式中，负极粘结剂包括CMC和/或SBR。羧甲基纤维素钠(CMC)是葡萄糖聚合度为100-2000的纤维素衍生物，是良好的乳化稳定剂和增稠剂，具有优异的冻结和熔化稳定性。SBR是一种丁苯胶乳，水性粘结剂，是由苯乙烯(Styrene)和丁二烯(Butadiene)单体以水为介质加入乳化剂和引发剂等经过乳液聚合共聚生成，状态为固含量50％左右的水乳液。在本专利技术的一个优选地实施方式中，负极粘结剂按照重量份数计包括0.5-2份CMC和1-2份SBR。CMC典型但非限制性的为0.5份、0.7份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份或2份；SBR典型但非限制性的为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份。在本专利技术的一个优选地实施方式中，负极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑或石墨烯中的一种或多种。导电剂能够提高正极浆料与正极集流体之间的电子传输，降低电极的界面接触电阻，起到去极化的作用。在本专利技术的一个优选地实施方式中，硅碳复合材料包括硅碳混合研磨材料，硅碳纳米棒材料，硅包覆碳材料，碳包覆硅材料或硅碳核壳材料。硅碳混合研磨材料是硅碳混合材料在惰性气体的保护下，通过高温球磨得到的硅碳混合纳米材料。该材料具有良好的电化学性能。硅碳纳米棒材料，由于碳纳米材料具有高的导电性和强的韧性，能够承受硅材料充放电带来的体积膨胀，所以硅碳纳米材料具有很好的循环性能。硅包覆碳材料是将硅纳米颗粒通过沉积的方法包覆在碳材料上，该材料可以提高碳材料的电化学性能。反之，碳包覆硅同样能够提高材料的容量。硅碳核壳材料是在硅材料的外表面均匀地包覆一层碳材料，形成的一种新型核壳结构复合材料，这种核壳结构的硅碳复合材料既能提高硅的电导率又能抑制硅材料的体积膨胀。本专利技术提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，原料按照重量份数计包括94‑96份硅碳复合材料，0.5‑3份负极导电剂和1.5‑4份负极粘结剂。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，原料按照重量份数计包括94-96份硅碳复合材料，0.5-3份负极导电剂和1.5-4份负极粘结剂。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，原料按照重量份数计包括95-96份硅碳复合材料，1-2份负极导电剂和2-3份负极粘结剂。3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极粘结剂包括CMC和/或SBR；优选地，所述负极粘结剂按照重量份数计包括0.5-2份CMC和1-2份SBR；优选地，所述负极粘结剂按照重量份数计包括1-2份CMC和1-2份SBR。4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑或石墨烯中的一种或多种；优选地，所述硅碳复合材料包括硅碳混合研磨材料，硅碳纳米棒材料，硅包覆碳材料，碳包覆硅材料或硅碳核壳材料。5.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的锂离子电池负极材料。6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括正极材料，所述正极材料包括NCA，正极粘结剂和正极导电剂，所述NCA的化学式为L...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏凯，乔乔，陆文宁，
申请(专利权)人：北京国能电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11