一种硅基锂离子电池负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基锂离子电池负极材料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。该硅基锂离子电池负极材料由内至外依次包括：硅基复合材料、碳纳米材料/聚合物混合包覆层；其中，所述聚合物与硅基复合材料的质量比为0.05～0.6:1，所述碳纳米材料与硅基复合材料的质量比为0.001～0.1:1。其是将硅基复合材料、聚合物、碳纳米材料、粘结剂以及去离子水等原料经过喷雾干燥负载法或流化床负载法制得的。本发明专利技术的负极材料可在极高极片压实密度下有效释放体积膨胀产生的应力，能够有效维持导电网络、粘接剂网络的完整性和提高电芯的电化学性能。

A negative electrode material of silicon-based lithium-ion battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种硅基锂离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种硅基锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
作为锂离子电池负极，硅基材料的理论容量最高可达4200mAh/g，具有电位低、平台放电平稳且长、安全性能高等优点，被认为是市场中最具商业化应用前景的高能量密度负极材料之一。但是硅基材料在充放电过程中存在较大的体积膨胀收缩，导致颗粒发生粉碎从而破坏结构并影响导电网络降低电导率，造成可逆容量迅速下降，循环性能差。中国专利技术专利CN103474667A、CN102394287A、CN103474667A、CN103367727等通过不同方式将纳米硅基材料与碳材料等缓冲基材复合，再在表面进行碳层包覆。从材料层面上，这些方法可以起到缓解体积膨胀，维持颗粒完成的作用。但是在极片层面上，由于硅基材料本质的体积膨胀，高压实的颗粒间在充放电过程中由于体积变化会发生不可逆的分离导致粘结剂网络、导电网络的破坏，造成极片褶皱、活性物脱落等现象，严重影响电芯的循环性能。中国专利技术专利CN109830673A通过在硅颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：由内至外依次包括：硅基复合材料、碳纳米材料/聚合物混合包覆层；其中，所述聚合物与硅基复合材料的质量比为0.05～0.6:1，所述碳纳米材料与硅基复合材料的质量比为0.001～0.1:1。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：由内至外依次包括：硅基复合材料、碳纳米材料/聚合物混合包覆层；其中，所述聚合物与硅基复合材料的质量比为0.05～0.6:1，所述碳纳米材料与硅基复合材料的质量比为0.001～0.1:1。


2.根据权利要求1所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：所述硅基复合材料为包覆有碳的硅基颗粒，所述硅基颗粒为硅或SiOX或两者的混合物，其中，0＜x≤1；所述碳纳米材料/聚合物混合包覆层中的碳纳米材料为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的一种或任意两种以上的混合物。


3.根据权利要求1所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：还包括有聚合物包覆层，所述聚合物包覆层与硅基复合材料的质量比为0.05～0.4:1。


4.根据权利要求3所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：所述碳纳米材料/聚合物混合包覆层和聚合物包覆层中的聚合物为可溶于锂离子电池电解液的固态烯酸酯类化合物、固态碳酸酯类化合物、固态醋酸酯类化合物、固态羧酸酯类化合物、固态草酸酯类化合物中的一种或任意两种以上的混合物。


5.根据权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：所述聚合物包括但不限于：聚甲基丙烯酸甲酯及其衍生物、环碳酸甘油酯衍生物、环亚硫酸甘油酯衍生物、三光气及其衍生物。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于：还包括有粘结剂，所述粘结剂与硅基复合材料的质量比为0.001～0.01:1；所述粘结剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或任意两种以上的混合物。


7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，王胜彬，丁泽鹏，张鹏伟，张振宇，张超，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11