The invention discloses a silicon carbon negative plate for lithium ion battery and a preparation method thereof. The silicon-carbon negative plate has a sandwich layer structure, from inside to outside, which is in turn a network micro-porous copper foil collector, a conductive carbon coating and a negative active material layer. The preparation methods include: 1) preparing a conductive carbon coating; 2) selecting a network micro-porous copper foil collector to coat the conductive carbon coating on its surface; 3) preparing a negative slurry; 4) coating the negative slurry on a network with conductive carbon coating. On the micro-through-hole copper foil collector, the negative plates are obtained by baking, rolling, slicing and die cutting. The invention can form a \I\ type occlusion state through the material of copper foil void and the material on both sides of micro-porous copper foil, improve the adhesion force of foil surface, effectively solve the problem of powdering of pole sheet caused by volume expansion of silicon-based carbon negative material after battery cycle, and effectively slow down the problem of thickness of silicon-carbon negative sheet during battery cycle.
【技术实现步骤摘要】
锂离子电池硅碳负极片及其制备方法
本专利技术涉及一种锂离子电池硅碳负极片及其制备方法。
技术介绍
随着我国新能源事业的蓬勃发展,锂离子电池目前已成为电动汽车和大型储能设备的电池系统首选。针对新能源电动车和储能基站对能量密度、功率密度、安全性能、使用寿命和成本管控方面的高标准和高要求,围绕高能量密度锂离子电池核心材料和电化学体系的研究开发已然成为国内外的前端热点。硅材料的理论容量高达4200mAh/g,脱嵌锂离子的电位低、平台放电平稳且长、安全性能高、环境友好无污染,这些优点使其受到极大地关注,目前被认为是市场中最具商业化应用前景的碳负极材料的首选替代材料。硅基负极材料虽理论容量高,平台相对石墨较高可减少析锂,但其导电率较低,导致电子传递速率低,循环后体积膨胀容易引起极片掉料粉化。体积膨胀大和导电率低会导致电池极化变大,温度升高,影响电池的循环性能和安全性能。专利201610511702.5公开了一种锂离子电池负极极片及其制备方法,其制备的特殊纳米无机层,可使硅碳负极活性物质层与负极集流体的粘结性更好,还能在电池温度过高时造成电池断路。其采用硅碳负极材料与更小粒径的空心碳球掺杂的方式,既提高了材料的压实密度,又提高了负极极片的结构稳定性。综合来看,这为电池的电性能和安全性能的提高创造了很好的条件。但是,纳米无机层因材料本身的原因,其导电性和粘结性较低,尚不能有效解决硅碳负极因体积膨胀大和电导率低而带来的电性能恶化和安全问题,另外,其使用的网状铜箔孔隙率过大,会造成集电效率降低,而且很难防止因机械加工而产生的毛边,这些毛边容易刺穿隔膜造成电池短路。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种锂离子电池硅碳负极片,其特征是,锂离子电池硅碳负极片呈夹心层状结构,由内向外依次为网状微通孔铜箔集流体、导电碳涂层及负极活性物质层;所述的导电碳涂层的厚度为0.5~2μm,负极活性物质层厚度为50~200μm;导电碳涂层包括质量比为80~96%的导电碳、1~5%的羧甲基纤维素钠和2~15%的丁苯橡胶,其中导电碳包括质量比为50~70%的碳纳米管、20~40%的导电碳黑以及5~20%的石墨烯;负极活性物质包括质量比为95~98%的硅碳材料、0.5~1.5%的导电剂、0.5~2.0%的丁苯橡胶以及0.2~1.5%的羧甲基纤维素钠,其中导电剂包括质量比为25~35%的Super‑P和65~75%的CNT。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池硅碳负极片,其特征是,锂离子电池硅碳负极片呈夹心层状结构,由内向外依次为网状微通孔铜箔集流体、导电碳涂层及负极活性物质层;所述的导电碳涂层的厚度为0.5~2μm,负极活性物质层厚度为50~200μm;导电碳涂层包括质量比为80~96%的导电碳、1~5%的羧甲基纤维素钠和2~15%的丁苯橡胶,其中导电碳包括质量比为50~70%的碳纳米管、20~40%的导电碳黑以及5~20%的石墨烯;负极活性物质包括质量比为95~98%的硅碳材料、0.5~1.5%的导电剂、0.5~2.0%的丁苯橡胶以及0.2~1.5%的羧甲基纤维素钠,其中导电剂包括质量比为25~35%的Super-P和65~75%的CNT。2.根据权利要求1的锂离子电池硅碳负极片,其特征是,所述的网状微通孔铜箔集流体的厚度为4~30μm,孔隙率为10~30%,孔径为0.01~0.1mm。3.根据权利要求1或者2的锂离子电池硅碳负极片,其特征是,所述的硅碳材料中硅的质量比为5~20%。4.一种锂离子电池硅碳负极片的制备方法,其特征是,包括以下步骤:1)制备导电碳涂层:先将质量比为50~70%的碳纳米管、20...
【专利技术属性】
技术研发人员:詹孝军,徐谦哲,梁凯,陈小平,
申请(专利权)人:桑顿新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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