The invention provides a low-cost preparation method of stable lithium battery silicon negative electrode and a preparation method thereof. Silicon-based nanoparticles, liquid silicone rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer are mixed evenly at a mass ratio of 10:3:1, heated to melt dispersion, and the silicon-based nanoparticles are evenly dispersed in the melt; curing agent, graphene powder and carbon fiber are added into the melt of the precasting step (1) and the ultrasonic component is added. The slurry was coated on the surface of negative collector, cured at 80 C for 2 hours, dried, sliced and made into slices, and the silicon negative electrode of lithium battery was obtained. By directly dispersing nano-silicon into deformation memory silicone rubber to prepare silicon negative electrode, the system has self-repairing property and shape memory property at a certain temperature, which solves the problem of silicon expansion and fragmentation better, greatly simplifies the preparation process, reduces the preparation cost, overcomes the complexity of the existing process to solve the problem of silicon negative expansion, high cost, and increases the volume after porosization. Defects.
【技术实现步骤摘要】
一种低成本制备稳定性锂电池硅负极及其制备方法
本专利技术涉及锂电池
,具体涉及一种低成本制备稳定性锂电池硅负极及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池因其能量密度高、功率密度高、循环性能好、环境友好、结构多样化及价格低廉等优异特性,已被广泛应用于各种领域。锂离子电池是一种二次电池,它主要依靠Li+在阴阳极之间的转移产生电流。充电时,Li+从正极脱出,经过电解质、隔膜进入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反,正极处于富锂状态。负极材料是锂离子电池的重要组成部分之一,直接影响着其电化学性能。在商品化的锂离子电池体系中,一般采用石墨类碳作为负极材料。石墨结构稳定,导电性好,价格低廉、环境友好等特点,一度占据了负极材料的绝对优势,然而石墨的理论容量仅有372mAh/g,已无法满足人们对锂离子电池日益增加的容量需求。硅是迄今为止人们发现的比容量最高的锂离子电池负极材料,比容量达4200mAhg-1,在自然界储量丰富,价格低廉,是最有潜力的负极材料。然而单纯硅作为负极,在实际应用时,由于硅在嵌/脱锂过程中会产生剧烈的体积膨胀,会产生比较大的内应力,容易造成硅颗粒破裂粉化,使硅颗粒与导电网络脱离,内阻增加,导致可逆容量迅速衰减,循环性能大幅度下降。此外,硅电导率低,其倍率性能不佳。硅在嵌脱锂过程中产生的巨大体积膨胀会破坏SEI膜,导致新的硅颗粒暴露在电解液中,再次生成新的SEI膜,消耗了大量锂离子,导致不可逆容量增加。为了解决硅基材料的膨胀收缩问题,提高锂离子电池的循环性能,通常采用不断改性提高硅负极材料循环稳定性能。合成硅碳复合材料能够有效改善材料循环问题,硅碳复合 ...
【技术保护点】
1.一种低成本制备稳定性锂电池硅负极的方法,其特征在于,通过将纳米硅分散在形变记忆硅橡胶中制备硅负极,所述制备方法具体为:(1)将硅基纳米颗粒、液态硅橡胶、乙烯‑醋酸乙烯共聚物以质量比10:3:1混合均匀,加热至熔融分散,均匀搅拌使硅基纳米颗粒均匀分散在熔体中;(2)将固化剂、石墨烯粉、碳纤维加入步骤(1)预制的熔体中,超声分散,得到浆状物;(3)将步骤(2)中浆状物涂敷于负极集流体的表面,在80℃条件下固化2h,烘干、分条、制片,得到锂电池硅负极。
【技术特征摘要】
1.一种低成本制备稳定性锂电池硅负极的方法,其特征在于,通过将纳米硅分散在形变记忆硅橡胶中制备硅负极,所述制备方法具体为:(1)将硅基纳米颗粒、液态硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物以质量比10:3:1混合均匀,加热至熔融分散,均匀搅拌使硅基纳米颗粒均匀分散在熔体中;(2)将固化剂、石墨烯粉、碳纤维加入步骤(1)预制的熔体中,超声分散,得到浆状物;(3)将步骤(2)中浆状物涂敷于负极集流体的表面,在80℃条件下固化2h,烘干、分条、制片,得到锂电池硅负极。2.如权利要求1所述的一种低成本制备稳定性锂电池硅负极的方法,其特征在于,所述硅基纳米颗粒的粒径为10~100nm;所述液态硅橡胶的粘度小于5000mpa·s,拉伸强度为5~6MPa,伸长率为20~25kN·m-1;所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的重均分子量为5000~100000。3.如权利要求1所述的一种低成本制备稳定性锂电池硅负极的方法,其特征在于,步骤(1)中加热温度为105℃~120℃,控制搅拌速度为600r/min~800...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈庆,曾军堂,
申请(专利权)人:成都新柯力化工科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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