一种负极极片及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种负极极片，包括集流体、硅‑石墨烯涂层，所述硅‑石墨烯涂层包括硅层和石墨烯层，所述硅层与所述集流体直接接触，所述硅‑石墨烯涂层涂覆在集流体的两面，所述硅‑石墨烯涂层的孔隙率为27%‑33%，大的孔隙率可实现电池的快速充电还可改善充放电中硅的体积膨胀。此外，本发明专利技术还提供了制备这种负极极片的方法，以及采用此负极极片组装成的锂离子电池，该电池可进行大电流充电，且有着好的循环性能和高的电池容量。

A negative electrode and its preparation method and lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片及其制备方法和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种负极极片及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、形状大小可调等特点而广泛应用于3C数码产品，如个人电脑、移动电话、便携式CD机等个人无线电子设备中。且随着国家对节能减排的倡导，对新能源行业越来越重视，锂离子电池更是作为一种新能源广泛应用于汽车中。然而与传统的燃油汽车相比，锂离子电池的充电速度较慢，从而限制了电动汽车的普及，因而快速充电技术的研究与应用是必须的。锂离子电池在进行充电时，锂离子从正极脱出进入电解液，穿过隔膜到达负极表面，然后嵌入到负极的微孔中。当采用大电流充电时，大量的锂离子从正极脱出到达负极，若负极中锂离子嵌入路径较长，则导致大量的锂离子在负极表面沉积形成锂枝晶，不仅降低了电池容量，还会致使电池短路存在安全隐患。通过将负极片做薄可缩短锂离子的扩散路径，从而锂离子可快速的嵌入到负极微孔中，既避免了扩散中副反应的发生，也可实现电池的快充。然而薄的负极片含有较少的负极活性物质，使得电池容量偏低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极极片，其特征在于，包括集流体、硅-石墨烯涂层，所述硅-石墨烯涂层包括硅层和石墨烯层，所述硅层与所述集流体直接接触，所述硅-石墨烯涂层涂覆在集流体的两面，所述硅-石墨烯涂层的孔隙率为27%-33%，所述硅-石墨烯涂层中硅的质量占比为83%-90%，所述硅-石墨烯涂层中石墨烯的质量占比为8%-12%。/n

【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括集流体、硅-石墨烯涂层，所述硅-石墨烯涂层包括硅层和石墨烯层，所述硅层与所述集流体直接接触，所述硅-石墨烯涂层涂覆在集流体的两面，所述硅-石墨烯涂层的孔隙率为27%-33%，所述硅-石墨烯涂层中硅的质量占比为83%-90%，所述硅-石墨烯涂层中石墨烯的质量占比为8%-12%。


2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片的压实密度为1.0-1.65g/cm3，所述负极极片的厚度为30-60微米。


3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述硅层为纳米硅，所述纳米硅的粒径为100-400nm，所述负极极片压实前所述硅-石墨烯涂层中单层硅的厚度为10-20微米，单层石墨烯的厚度为1-5微米。


4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述硅-石墨烯涂层包括多层硅层和多层石墨烯层，且所述硅层和所述石墨烯层交错排布，所述硅层和石墨烯层的层数相同。


5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述集流体的材质为铜、镍和不锈钢中的一种，所述集流体的形状为筛网状和箔状中的一种。


6.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述集流体为铜箔，所述铜箔的厚度为6-12微米。


7.一种负极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）硅层浆料的制备：将硅、纳米二氧化硅、导电剂、粘结剂按质量比为（85%-91%）：（8%-10%）：（0.5%-2.5%）：（0.5%-2.5%）混匀后，分散到有机溶剂中获得硅层浆料；
（2）石墨烯层浆料的制备：将石墨烯颗粒、导电剂按质量比为（97.5%-99.5%）：（0.5%-2.5%）混匀后，分散到有机溶剂中获得石墨烯层浆料；
（3）将集流体浸入步骤（1）所得的硅层浆料中取出并烘干，得到硅、纳米二氧化硅双面涂覆的集流体，再将此集流体浸入步骤（2）所得的石墨烯层浆料中，取出并烘干，得硅、纳米二氧化硅、石墨烯共同涂覆的集流体；
（4）将步骤（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：何珍，梁超宇，刘卫平，
申请(专利权)人：惠州比亚迪电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44