一种硅基负极片及其电池制造技术

本发明专利技术公开了一种硅基负极片及其电池，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层、含硅易循环膨胀型活性材料层；其中，非循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的一面，含硅易循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的另一面。非循环膨胀型活性材料层和含硅易循环膨胀型活性材料层分别涂覆在集流体的两侧上，非循环膨胀型活性材料层在电池循环的过程中不容易膨胀，当含硅易循环膨胀型活性材料层出现膨胀时，非循环膨胀型活性材料层一侧会抵消一部分含硅易循环膨胀型活性材料层的膨胀，减缓硅基材料在循环中的膨胀断裂，同时又能通过硅基材料提高锂离子电池的能量密度。子电池的能量密度。子电池的能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基负极片及其电池


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种硅基负极片及其电池。

技术介绍

[0002]随着人类工业化程度的增加，越来越多的温室气体被排放到大气中。日益严重的温室效应带来的极端天气和不良后果引发了国际社会的广泛关注，因此开发和发展新能源成了保障各国长足发展的重要任务。锂离子电池由于其体积小、重量轻、高工作电压、高比能量、长循环寿命、低自放电、无记忆效应和环保等优点广泛应用于电动汽车、电网储能、便携式设备等领域而得到快速发展。
[0003]目前锂离子电池中常用的石墨负极已经基本开发到理论极限，因此开发新型的负极材料至关重要。由于硅的理论容量高达4200mAh/g，掺硅负极是提高锂离子电池能量密度的有效方法。然而硅基负极材料制成电池充电完成后(嵌锂完成)，体积膨胀超过300％，会在极片中产生明显的应力，该应力会导致活性硅材料断裂并且导致硅与集流体之间出现裂隙，大量的硅材料断裂以及裂隙的出现会导致硅基负极循环容量快速下降。因此，亟需能够克服硅材料在循环过程中膨胀断裂的硅基负极片。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种硅基负极片及其电池，克服硅基负极片硅材料在循环过程中断裂现象。
[0005]本专利技术公开了一种硅基负极片，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层、含硅易循环膨胀型活性材料层；其中，非循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的一面，含硅易循环膨胀型活性材料层铺设在集流体的另一面。
[0006]可选地，按质量比计，非循环膨胀型活性材料层包括活性材料90％～98.5％，丁苯橡胶0.8％～5％，羧甲基纤维素钠0.7％～5％。
[0007]可选地，按质量比计，含硅易循环膨胀型活性材料层包括含硅主材95％～96％，聚丙烯酸2％～4％，纳米碳管0.1％～1％，科琴黑0.1％～2％，羧甲基纤维素钠1～2％。
[0008]可选地，含硅主材为单质硅和二氧化硅，二氧化硅包裹单质硅；或含硅主材为单质硅和碳，碳包裹单质硅。
[0009]可选地，非循环膨胀型活性材料层的厚度是含硅易循环膨胀型活性材料层厚度的1.4倍。
[0010]可选地，非循环膨胀型活性材料层的厚度为70～100um。
[0011]可选地，含硅易循环膨胀型活性材料层的厚度为50～70um。
[0012]可选地，非循环膨胀型活性材料层的厚度为100um，含硅易循环膨胀型活性材料层的厚度为70um。
[0013]可选地，活性材为石墨。
[0014]本专利技术还公开了一种电池，包括如上述的硅基负极片。
[0015]本专利技术的硅基负极片，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层和含硅易循环膨胀型活性材料层，非循环膨胀型活性材料层和含硅易循环膨胀型活性材料层分别涂覆在集流体的两侧上，非循环膨胀型活性材料层在电池循环的过程中不容易膨胀，当含硅易循环膨胀型活性材料层出现膨胀时，非循环膨胀型活性材料层一侧会抵消一部分含硅易循环膨胀型活性材料层的膨胀，减缓硅基材料在循环中的膨胀断裂，同时又能通过硅基材料提高锂离子电池的能量密度。
附图说明
[0016]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0017]图1是本专利技术实施例硅基负极片一侧的示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例硅基负极片另一侧的示意图。
[0019]其中，1、集流体；2、非循环膨胀型活性材料层；3、含硅易循环膨胀型活性材料层。
具体实施方式
[0020]需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本专利技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
[0021]下面参考附图和可选的实施例对本专利技术作详细说明。
[0022]如图1和图2所示，作为本专利技术的一实施例，公开了一种硅基负极片，包括集流体1、非循环膨胀型活性材料层2、含硅易循环膨胀型活性材料层3；其中，非循环膨胀型活性材料层2铺设在集流体1的一面，含硅易循环膨胀型活性材料层3铺设在集流体1的另一面。
[0023]本专利技术的硅基负极片，包括集流体1、非循环膨胀型活性材料层2和含硅易循环膨胀型活性材料层3，非循环膨胀型活性材料层2和含硅易循环膨胀型活性材料层3分别涂覆在集流体1的两侧上，非循环膨胀型活性材料层2在电池循环的过程中不容易膨胀，当含硅易循环膨胀型活性材料层3出现膨胀时，非循环膨胀型活性材料层2一侧会抵消一部分含硅易循环膨胀型活性材料层3的膨胀，减缓硅基材料在循环中的膨胀断裂，同时又能通过硅基材料提高锂离子电池的能量密度。
[0024]具体地，按质量比计，非循环膨胀型活性材料层2包括活性材料90％～98.5％，丁苯橡胶0.8％～5％，羧甲基纤维素钠0.7％～5％。更具体地，活性材料可以为90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、98.5％；丁苯橡胶可以为0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％；羧甲基纤维素钠可以为0.7％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％。具体地，活性材为石墨。
[0025]具体地，按质量比计，含硅易循环膨胀型活性材料层3包括含硅主材95％～96％，聚丙烯酸(PAA)2％～4％，纳米碳管(CNT)0.1％～1％，科琴黑0.1％～2％，羧甲基纤维素钠1～2％。更具体地，含硅主材可以为95％、95.2％、95.4％、95.6％、95.8％、96；聚丙烯酸可以为2％、2.4％、2.8％、3.2％、3.6％、4％；纳米碳管可以为0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、
1％；科琴黑可以为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％；羧甲基纤维素钠可以为1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％。
[0026]具体地，含硅主材为单质硅和二氧化硅，二氧化硅包裹单质硅；或含硅主材为单质硅和碳，碳包裹单质硅。
[0027]具体地，非循环膨胀型活性材料层2的厚度是含硅易循环膨胀型活性材料层3厚度的1.4倍。在本方案中，非循环膨胀型活性材料层2的厚度是含硅易循环膨胀型活性材料层3厚度的1.4倍，该厚度比可以与对应的正极厚度一致，使正极涂覆方便。同时，含硅易循环膨胀型活性材料层3一侧的厚度偏薄有助于减缓硅基负极在循环中的断裂。
[0028]对于非循环膨胀型活性材料层2和含硅易循环膨胀型活性材料层3的厚度，在另一实施例中，非循环膨胀型活性材料层2的厚度还可以为70～100um，含硅易循环膨胀型活性材料层3的厚度还可以为50～70um。该厚度可以对应的正极厚度一致，使正极涂覆方便。同时，含硅易循环膨胀型活性材料层3一侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基负极片，其特征在于，包括集流体、非循环膨胀型活性材料层、含硅易循环膨胀型活性材料层；其中，所述非循环膨胀型活性材料层铺设在所述集流体的一面，所述含硅易循环膨胀型活性材料层铺设在所述集流体的另一面。2.如权利要求1所述的硅基负极片，其特征在于，按质量比计，所述非循环膨胀型活性材料层包括活性材料90％～98.5％，丁苯橡胶0.8％～5％，羧甲基纤维素钠0.7％～5％。3.如权利要求1所述的硅基负极片，其特征在于，按质量比计，所述含硅易循环膨胀型活性材料层包括含硅主材95％～96％，聚丙烯酸2％～4％，纳米碳管0.1％～1％，科琴黑0.1％～2％，羧甲基纤维素钠1～2％。4.如权利要求3所述的硅基负极片，其特征在于，所述含硅主材为单质硅和二氧化硅，所述二氧化硅包裹所述单质硅；或...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾朝智，胡大林，廖兴群，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：