一种锂离子电池负极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池负极及其制备方法。该负极由柔性集流体层、碳包覆硅层和隔膜粘结在一起构成，其中柔性集流体层由乙炔黑和粘结剂组成，碳包覆硅层由碳包覆硅、导电碳黑和粘结剂组成，隔膜为多孔聚乙烯、多孔聚丙烯或多孔聚乙烯－聚丙烯复合膜。首先将碳包覆硅、导电碳黑和粘结剂调制成浆料，涂布到隔膜表面并烘干得到碳包覆硅层，再将含乙炔黑和粘结剂的浆料涂布或喷涂到碳包覆硅层表面，烘干后得到一种锂离子电池负极。以１ｍｏｌ／Ｌ　ＬｉＰＦ↓［６］／ＥＣ∶ＤＭＣ（体积比１∶１）为电解液，以金属锂为对电极与这种负极组装成锂离子电池，在０．２ｍＡ／ｃｍ↑［２］电流密度下进行恒电流充放电测试，首次循环库仑效率达到８５％，２０次循环后的可逆容量达１１００ｍＡｈ／ｇ。对于充放电过程中大体积变化的硅基材料而言，这种以乙炔黑为柔性集流体的负极与传统的以铜箔为集流体的负极相比，循环稳定性得到了显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池电极及其制备方法，特别是一种锂离子电池负极及其制 备方法。
技术介绍
锂离子电池的内部结构通常分为四部分正极、负极、隔膜和电解液。 其中正(负)极包含正(负)极集流体和活性材料；隔膜位于正极和负极之 间，使正负极板间电子绝缘，避免短路；电解液主要吸附在隔膜中，是锂离 子在正负极板间移动的载体。现有锂离子电池负极由两部分组成集流体和活性材料层。其中集流体 一般用铜箔，活性材料层包括活性物质、导电剂和粘结剂。制备锂离子电池负极的传统方法一般为将活性物质、导电剂和粘结剂 以一定的比例调制成浆料，涂布到集流体上，烘干后得到锂离子电池负极。 在组装电池时，锂离子电池负极与隔膜是分开的，并没有粘结在一起。对于具有大体积效应的锂离子电池负极材料而言，在充放电过程中，负 极活性物质会发生巨大的体积变化，导致材料粉化剥落，材料颗粒之间以及 材料与刚性的金属集流体之间失去电接触，以致充放电容量急剧下降，电池 很快失效。例如，Electrochem. Solid State Lett.杂志2004年第7期A306页 报道了粒径IO微米的硅首次放电容量为1170mAh/g， IO次循本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极，其特征在于由柔性集流体层、碳包覆硅层和隔膜粘结在一起构成；　柔性集流体层的厚度为８～１２微米，由乙炔黑和粘结剂组成，粘结剂含量为６～１８ｗｔ％，其中粘结剂为丁苯橡胶－羧甲基纤维素钠乳液，其固含量为０．５ｗｔ％～５ｗｔ％，聚偏氟乙烯的１－甲基－２－吡咯烷酮溶液，其浓度为０．０１～０．１０ｇ／ｍｌ，或丙烯酸水性粘结剂，其固含量为１ｗｔ％～１５ｗｔ％；　碳包覆硅层的厚度为１２～２５微米，由碳包覆硅、导电碳黑和粘结剂组成，导电碳黑含量为３～６ｗｔ％，粘结剂含量为６～１２ｗｔ％，其中碳包覆硅的粒径范围为６０～１３０纳米，导电碳黑的平均粒径为４０纳米，粘结剂为丁苯橡胶－羧甲基纤维素钠乳...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，高鹏飞，王久林，努丽燕娜，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]