一步法热处理硅电极制造技术

本发明专利技术提供一种一步法热处理硅电极，该一步法的步骤如下：(a)制备聚合物粘结剂基体溶液；(b)配置电极浆液；(c)涂布所述电极浆液；(d)固化及烘干所述硅电极；(e)将上述步骤(d)得到的所述硅电极放于管式炉的石英管内的方舟中，向石英管内通以保护气，在所述保护气体中将石英管内的方舟迅速拉入热源处进行热处理改性，所述管式炉的热处理温度范围为50～600℃，所述管式炉的热处理时间为0.02～6h。本发明专利技术提供的技术方案使得改性后的硅电极首次充放电效率高、可明显缓解晶体硅材料在电极中的衰减；与未经处理改性的硅电极相比，效果更优。所述一步法简便，成本低廉，易于工业化生产，可以满足实际生产需要。

【技术实现步骤摘要】
一步法热处理硅电极
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种对锂离子电池硅负极的制备方法和改性方法。
技术介绍
随着人口的增加、环保意识的增强、电子产品向小型化的发展，人们对资源的高效利用、有效提高电容量、减少对铅、镉等有毒金属的使用成为对新一代电池的追求。锂离子电池由于体积小、质量轻、寿命长、容量大、绿色环保、工作温度范围广泛等众多优点使之成为新一代电源的有力候选者。为了使锂离子电池能运用到更广泛的领域，满足下一代无线通讯设备、混合电动车的要求，我们需要显著提高锂离子电池的能量密度、功率密度。比较不同阳极材料的性能，硅负极既具有比传统碳负极高出十倍的比容量(质量比容量为：4200mA·h/g；体积比容量为：9786mA·h/cm3),又具备一个相对较低的放电位(平均脱锂电位在0.4V左右)。硅储量丰富(在地壳中的含量仅次于氧)，对环境友好，化学性质比较稳定，已广泛用于半导体工业中。在常温下，Si和Li+的合金化产物随着电位的变化有所不同，由晶态到非晶态的变化过程分为多个步骤，最后充电完成后都变成了非晶态。此过程还伴随着较大的体积膨胀，易引起基体结构的破碎(体积膨胀>40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一步法热处理硅电极，其特征在于该一步法的具体步骤如下：(a)制备聚合物粘结剂基体溶液：在高分子聚合物粘结剂中加入溶剂搅拌均匀得到聚合物粘结剂基体溶液，调节所述聚合物粘结剂基体溶液的固含量为15％～50％与绝对粘度为3000～7000mPa·S，使得所述的聚合物粘结剂基体溶液适合用于制作电极浆液；(b)配置电极浆液：将直径为100nm～3μm的纯度为99.9％的高纯晶体硅材料、导电剂和所述的聚合物粘结剂基体溶液按照质量比为(40～98)：(1～30)：(1～30)的比例混合，配置成电极浆液，其中所述的导电剂是炭黑与乙炔黑按照质量比为1：1制作而成；或者将直径为30nm～3μm的纯度为99.9...

【技术特征摘要】
1.一种一步法热处理硅电极，其特征在于该一步法的具体步骤如下：(a)制备聚合物粘结剂基体溶液：在高分子聚合物粘结剂中加入溶剂搅拌均匀得到聚合物粘结剂基体溶液，调节所述聚合物粘结剂基体溶液的固含量为15％～50％与绝对粘度为3000～7000mPa·S，使得所述的聚合物粘结剂基体溶液适合用于制作电极浆液；(b)配置电极浆液：将直径为100nm～3μm的纯度为99.9％的高纯晶体硅材料、导电剂和所述的聚合物粘结剂基体溶液按照质量比为(40～98)：(1～30)：(1～30)的比例混合，配置成电极浆液，其中所述的导电剂是炭黑与乙炔黑按照质量比为1：1制作而成；或者将直径为30nm～3μm的纯度为99.9％的高纯晶体硅材料、导电剂和所述的聚合物粘结剂基体溶液按照质量比为(40～98)：(1～30)：(1～30)的比例混合，配置成电极浆液，其中所述的导电剂是把炭黑、乙炔黑与多壁碳纳米管MWCNTs按照质量比为(2～4)：(3～4)：(2～5)混合制作而成；(c)涂布所述电极浆液：将上述步骤(b)得到的所述电极浆液用涂膜机直接涂布在铜箔上；(d)固化及烘干所述硅电极：将上述步骤(c)的铜箔平放在鼓风烘箱中固化，所述固化的温度范围为45～60℃，所述固化的时间为4～6h，然后将所述的铜箔放置于真空烘箱中烘烤处理去除溶剂，最后冷却至室温时取出，得到覆盖有活性物质的所述硅电极；(e)改性处理所述硅电极：将上述步骤(d)得到的所述硅电极放于管式炉的石英管内的方舟中，向石英管内通以保护气，在所述保护气体中将石英管内的方舟迅速拉入热源处进行热处理改性，所述管式炉的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯豪情，王琦，赵丹，
申请(专利权)人：江西先材纳米纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36