一种硅基负极材料、其应用的锂电池负极片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基负极材料、其应用的锂电池负极片及其制备方法，硅基负极材料的制作方法包括：硅原料制作成纳米颗粒硅，将纳米颗粒硅与无定形碳进行复合，得到无定形碳将纳米线硅包覆在内的硅基负极材料，其中纳米线硅之间具有间隙。将上述的方法制得的硅基负极材料与粘结剂MSi、超级导电炭黑、羧甲基纤维素钠按照100:1.5:1.0:1.4的比例溶解在水中形成浆料，将浆料涂覆在铜箔上便可制作成锂电池负极片。本发明专利技术中的纳米线硅减小了硅的体积变化，提供了锂离子传输通道，有利于电池的循环性能；使用无定形碳与硅基材料进行复合，缓解了硅基材料的膨胀，复合后表面的碳与电解液形成固体电解质界面膜，提高电极的循环性能。

Silicon based negative electrode material, lithium battery negative electrode used for the same, and preparation method thereof

The invention discloses a silicon based anode materials, the application of lithium battery cathode and its preparing method, including manufacturing method of silicon based anode materials: silicon material made of silicon nanoparticles, the nano particles of silicon and amorphous carbon compound, obtained amorphous carbon to silicon based anode materials of silicon nanowires coated the gap between the silicon nanowires with. The methods for the preparation of silicon based anode materials and binder, MSi super conductive carbon black, sodium carboxymethyl cellulose in the proportion of 100:1.5:1.0:1.4 dissolved in water to form slurry, the slurry is coated on the copper foil can be made into a lithium battery cathode plate. Silicon nanowires in the invention reduces the volume change of silicon, provides a lithium ion transmission channel, cycle performance for battery; using amorphous carbon and silica based composite materials, ease the expansion of silicon based materials, composite surface carbon and electrolyte to form solid electrolyte film, improve the cycle performance electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种硅基负极材料、其应用的锂电池负极片及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种硅基负极材料、其应用的锂电池负极片及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是现代生活中常用的能源存储与转换装置。如今，随着可再生能源及电动汽车的发展，对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求。为了提高锂离子电池的能量密度，需要开发高容量和寿命长的负极材料，而硅的理论储锂比容量为4200mAh/g，在所有能够合金化储锂的元素中，硅的比容量是最高的。在室温下，每个硅原子最多可结合3.75个锂原子，得到Li15Si4合金相，对应的实际储锂比容量最高为3579mAh/g，约为石墨实际比容量的10倍，是最有潜力取代石墨的新型负极材料。然而，硅的充放电过程伴随着巨大的体积效应，体积膨胀达到了300％以上，这样巨大的体积效应会引起强烈的机械应力，引起材料颗粒的粉化以及电极内部导电网络的破坏，致使电极活性材料与集流体之间丧失接触，造成电极可逆容量的迅速衰减，循环寿命缩短。此外，硅本身的电导率很低，仅为6.7×10-4S/cm，因此需要加入导电碳来增强其导电性能。在现有技术中，存在颗粒状的纳米硅基/碳复合材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括:将硅原料制作成纳米颗粒硅；所述纳米颗粒硅与无定形碳进行复合，得到所述无定形碳将纳米线硅包覆在内的硅基负极材料，其中所述纳米线硅之间具有间隙。

【技术特征摘要】
1.一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括:将硅原料制作成纳米颗粒硅；所述纳米颗粒硅与无定形碳进行复合，得到所述无定形碳将纳米线硅包覆在内的硅基负极材料，其中所述纳米线硅之间具有间隙。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤包括：制作纳米颗粒硅：所述硅原料经粉碎、研磨和筛分后得到纳米颗粒硅；制作前驱体：将所述纳米颗粒硅、羧甲基纤维素钠、N-甲基吡咯烷酮、无定形碳按照预定配比制作前驱体；纳米线硅碳复合：灼烧所述前驱体，对灼烧产物进行除磁、筛分后得到所述无定形碳将纳米线硅包覆在内的所述硅基负极材料。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述制作纳米颗粒硅的具体步骤包括：所述硅原料经过粉碎、除磁、筛分后得到中粒径为10～30μm的硅颗粒，然后进行机械研磨、筛分得到中值粒径为30～80nm的所述纳米颗粒硅。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述制作前驱体的具体步骤包括：按照所述纳米颗粒硅、羧甲基纤维素钠、N-甲基吡咯烷酮、无定形碳的质量比为(10～30):(1.0～5.0):(90～200):(70～90)的比例配备；将所述纳米颗粒硅与所述羧甲基纤维素钠溶解在所述N-甲基吡咯烷酮中，超声搅拌后形成均匀分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋华杰，陈辉，易先文，孙云龙，孙翠，王海燕，柳青，
申请(专利权)人：深圳市比克动力电池有限公司，深圳市比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44