含硅负极片以及包含该负极片的锂离子二次电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种含硅负极片以及包含该负极片的锂离子二次电池。所述含硅负极片包含集流体；设置于所述集流体的一个面上的第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层和设置于所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层上的第一含硅负极材料层。本实用新型专利技术公开的含硅负极片解决了含硅负极材料与集流体的粘接力问题和负极掉粉现象，提升了高容量锂离子二次电池的循环性能，同时可以大大提升电池的体积能量密度。

【技术实现步骤摘要】
含硅负极片以及包含该负极片的锂离子二次电池
本技术属于锂离子二次电池领域，具体涉及一种含硅负极片以及包含该负极片的锂离子二次电池。
技术介绍
负极材料(也可以称为负极活性材料)是锂离子电池的重要组成部分之一，直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。与石墨负极相比，含硅负极材料的能量密度优势明显。石墨的理论比容量为372mAh/g，而含硅负极材料的理论比容量超过其10倍，高达4200mAh/g。硅碳复合负极材料能够大大提升单体电芯的容量，增加电动汽车续航里程。然而，硅颗粒在脱嵌锂时伴随着体积膨胀和收缩，这将导致颗粒粉化、脱落，尤其是含硅负极材料层从集流体上的脱落，将出现循环性能显著下降。如果在极片制作工序的调浆中，直接加大胶的用量，负极材料的用量将减少，同时分布在硅颗粒表面的胶量会很多，影响硅的电子电导性，从而影响锂离子的嵌入反应速度，从而影响电池的容量和倍率性能。为解决高容量电池的循环性能，CN110148708A公开了一种含硅负极片，其包括集流体，靠近集流体的石墨涂层和远离集流体的含硅涂层。该技术为了解决含硅涂层从集流体脱落，在集流体上先涂覆石墨，再涂覆含硅涂层，可以缓解硅从集流体上脱落带来的循环恶化问题。但是，由于石墨的容量远远低于硅的容量，且石墨极片在充放电过程中同样存在10-15％的体积膨胀问题，用此负极片制作的电池的体积能量密度受到石墨材料的限制。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种含硅负极片以及包含该负极片的锂离子二次电池，所述含硅负极片由于包含多孔复合层而可以解决上述含硅涂层从集流体脱落的问题，同时可以提升锂离子二次电池的循环容量。一方面，本技术提供一种含硅负极片，其包含：1)集流体；2)第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层，其设置于所述集流体的一个面上；以及3)第一含硅负极材料层，其设置于所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层上。在实施例中，所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层的厚度可以为0.02-12μm，所述第一含硅负极材料层的厚度可以为0.02-150μm。在实施例中，所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层与第一含硅负极材料层的厚度比满足以下关系：3≤a/b≤500，优选为5≤a/b≤300，其中a表示第一含硅负极材料层的厚度，b表示第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层的厚度。在实施例中，所述含硅负极片还包括设置在所述集流体的另一个面上的第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层，以及在所述第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层上设置的第二含硅负极材料层。在实施例中，所述第一和第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层的厚度可以独立地为0.02-12μm，所述第一和第二含硅负极材料层的厚度可以独立地为0.02-150μm。在实施例中，所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层与第一含硅负极材料层和所述第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层与第二含硅负极材料层在厚度上存在以下关系：3≤a/b≤500，优选为5≤a/b≤300，其中a表示第一或第二含硅负极材料层的厚度，b表示第一或第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层的厚度。在实施例中，所述集流体的材质选自铝箔、铜箔及涂覆和/或沉积铜、铝、炭的电子导电性箔材。在实施例中，所述集流体的厚度为2-25μm。另一方面，本技术提供一种锂离子二次电池，其包含前述含硅负极片。有益效果本技术公开的含硅负极片与不含所述多孔复合层的情况相比，该多孔复合层的添加可以使含硅负极材料层与集流体的粘接力提高0.5-100N/m，优选1N-80N/m。由此制作的锂离子二次电池，在充放电过程中，含硅负极材料在锂离子的嵌入与脱出的体积膨胀中，多孔复合层可以起到缓冲体积的效应，同时将含硅负极材料层牢牢地粘接到集流体上，避免含硅负极材料从集流体上脱落，从而提升了高容量锂离子二次电池的循环性能。因此，本技术的包含所述含硅负极片的锂离子二次电池具有较高的能量密度和较好的循环性能，满足工业化的应用。本技术的含硅负极片以及包含其的锂离子二次电池，解决了含硅负极材料与集流体的粘接力问题和含硅负极材料的掉粉现象，同时有效降低硅颗粒的体积膨胀，大大提升电池的体积能量密度。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的含硅负极片的结构示意图。图2是根据本专利技术的另一个实施例的含硅负极片的结构示意图。附图标记说明：1.集流体2.第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层3.第一含硅负极材料层4.第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层5.第二含硅负极材料层具体实施方式下面，结合附图对本技术的具体实施例进行详细的描述。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且与上面给出的对本技术的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本技术。此外，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施，并且可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此不作为本技术的限定。此外，本文并不受前述现有技术或
技术实现思路
或以下实施例中所描述的任何理论的限制。本领域的技术人员将想到在本技术的范围和精神内的其他修改。还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本技术的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。除非另有明确说明，在整个申请文件中的数值范围包括其中的任何子范围和以其中给定值的最小子单位递增的任何数值。除非另有明确说明，在整个申请文件中的数值表示对包括与给定值的微小偏差以及具有大约所提及的值以及具有所提及的精确值的实施方案的范围的近似度量或限制。除了在详细描述最后提供的工作实施例之外，本申请文件(包括所附权利要求)中的参数(例如，数量或条件)的所有数值在所有情况下都应被理解为被术语“大约”修饰，不管“大约”是否实际出现在该数值之前。“大约”表示所述的数值允许稍微不精确(在该值上有一些接近精确；大约或合理地接近该值；近似)。如果“大约”提供的不精确性在本领域中没有以这个普通含义来理解，则本文所用的“大约”至少表示可以通过测量和使用这些参数的普通方法产生的变化。例如，“大约”可以包括小于或等于10％，小于或等于5％，小于或等于4％，小于或等于3％，小于或等于2％，小于或等于1％或者小于或等于0.1％的变化，并且在某些方面，小于或等于0.01％的变化。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本技术模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本技术。在本专利技术的一个实施例中，提供一种如图1所示的含硅负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硅负极片，其特征在于，所述含硅负极片包含：/n1)集流体；/n2)第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层，其设置于所述集流体的一个面上；以及/n3)第一含硅负极材料层，其设置于所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种含硅负极片，其特征在于，所述含硅负极片包含：
1)集流体；
2)第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层，其设置于所述集流体的一个面上；以及
3)第一含硅负极材料层，其设置于所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层上。


2.根据权利要求1所述的含硅负极片，其特征在于，所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层的厚度为0.02-12μm，所述第一含硅负极材料层的厚度为0.02-150μm。


3.根据权利要求1或2所述的含硅负极片，其特征在于，所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层与第一含硅负极材料层的厚度比满足以下关系：3≤a/b≤500，其中a表示所述第一含硅负极材料层的厚度，b表示所述第一粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层的厚度。


4.根据权利要求1所述的含硅负极片，其特征在于，所述含硅负极片还包括设置在所述集流体的另一个面上的第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层，以及在所述第二粘接性聚合物/无机导电材料多孔复合层上设置的第二含硅负极材...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱继涛，王晓明，刘勇标，黄士斌，徐强，
申请(专利权)人：江苏卓高新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32