一种含硅负极的锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种含硅负极的锂离子电池，包括正极片和负极片，负极片的活性材料为氧化硅、负极石墨、单壁碳管、导电炭黑、氧化石墨烯的复合材料，负极材料中负极活性材料：CMC：SBR的质量比为96.8

【技术实现步骤摘要】
一种含硅负极的锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体是指一种含硅负极的锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的发展，锂离子电池对于能量密度的要求越来越高，如何在有限的体积内充分利用其空间获得更大的容量同时保证其倍率性能、循环性能成为行业发展的重点和难点。相对于石墨负极而言，硅材料负极具有理论比容量高的特点，具有一定的应用前景。但是，硅材料负极具有体积效应变化较大的特点，随着循环的进行，体积坍塌粉化严重，直接限制了其的推广应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种含硅负极的锂离子电池，具有体积效应小、倍率性能优异和循环性能好的特点。
[0004]本专利技术可以通过以下技术方案来实现：
[0005]本专利技术公开了一种含硅负极的锂离子电池，包括正极片和负极片，负极片的活性材料为氧化硅、负极石墨、单壁碳管、导电炭黑、氧化石墨烯的复合材料，活性材料中复合质量比例为：氧化硅：负极石墨：单壁碳管：导电炭黑：氧化石墨烯＝5：93：0.3：0.5：0.2，负极材料中负极活性材料：CMC：SBR的质量比为96.8
‑
97.8：0.8
‑
1.6：1
‑
2。
[0006]进一步地，负极片的负极浆料的制备过程包括以下步骤：
[0007]S10、母分散液的制备：将单壁碳管、氧化石墨烯、导电炭黑分散在CMC水溶液中，公转20
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40Hz，自转20
‑
40Hz，搅拌25
‑
35min，使其混合均匀得到母分散液；
[0008]S11含硅分散液的制备：将氧化硅添加到S10所得的分散液中，公转20
‑
40Hz，自转20
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40Hz，搅拌25
‑
35min，使其混合均匀得到含硅分散液：
[0009]S12、负极浆料的制备：把负极石墨均匀分散在SBR水溶液中，加入S11所得的含硅分散液，调整其粘度，使其混合均匀得到负极浆料。
[0010]进一步地，锂离子电池的制作还包括以下步骤：
[0011]S20、极片涂布及极片制作：分别对正极和负极进行涂布及按照设计尺寸进行分条，得到正极片和负极片；
[0012]S30、卷绕组装：取步骤S20所得的正极片、负极片采用人工卷绕或机器卷绕的方式，得到隔膜隔离在正极片、负极片之间的裸电芯；
[0013]S40、注液化成：把步骤S30所得的裸电芯放入外壳中，注入电解液，封装后在充放电柜进行化成得到锂离子电池；
[0014]S50、二封分容：对完成步骤S40注液化成的锂离子电池排出化成所产生的气体后进行二次封装在充放电柜进行分容得到满足容量要求的锂离子电池。
[0015]进一步地，锂离子电池封装的外壳为铝塑膜或铝壳。
[0016]进一步地，正极片的正极活性材料为磷酸铁锂材料、锰酸锂材料、钴酸锂材料或镍
钴锰锂三元材料。
[0017]进一步地，负极石墨为人造石墨、天然石墨或中间相碳微球。
[0018]进一步地，正极片的集流体为铜箔，负极片的集流体为铝箔。
[0019]进一步地，隔膜为干法隔膜或湿法隔膜。
[0020]进一步地，隔膜为PP隔膜、PE隔膜或PP/PE复合隔膜。
[0021]进一步地，正极片中正极活性材料：CNT:PVDF的质量比为98
‑
99.4:0.4
‑
0.6:0.6
‑
1。
[0022]本专利技术一种含硅负极的锂离子电池，具有如下的有益效果：
[0023]本专利技术的锂离子电池使用单壁碳管和石墨烯包覆氧化硅，改善氧化硅的导电性，降低硅负极材料的循环膨胀系数，提高锂离子电池的循环寿命。单壁碳管和石墨烯的结构非常稳定，内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，可以有效缓解硅材料在充放电过程中的体积效应，维持良好的三维结构和导电网络。。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术产品作进一步详细的说明。
[0025]本专利技术公开了一种含硅负极的锂离子电池，包括正极片和负极片，负极片的活性材料为氧化硅、负极石墨、单壁碳管、导电炭黑、氧化石墨烯的复合材料，活性材料中复合质量比例为：氧化硅：负极石墨：单壁碳管：导电炭黑：氧化石墨烯＝5：93：0.3：0.5：0.2，负极材料中负极活性材料：CMC：SBR的质量比为96.8
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97.8：0.8
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1.6：1
‑
2。
[0026]进一步地，负极片的负极浆料的制备过程包括以下步骤：
[0027]S10、母分散液的制备：将单壁碳管、氧化石墨烯、导电炭黑分散在CMC水溶液中，公转20
‑
40Hz，自转20
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40Hz，搅拌25
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35min，使其混合均匀得到母分散液，粘度：3000CP
‑
4500CP；
[0028]S11含硅分散液的制备：将氧化硅添加到S10所得的分散液中，公转20
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40Hz，自转20
‑
40Hz，搅拌25
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35min，使其混合均匀得到含硅分散液,粘度：3500CP
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5000CP：
[0029]S12、负极浆料的制备：把负极石墨均匀分散在SBR水溶液中，加入S11所得的含硅分散液，调整其粘度，使其混合均匀得到负极浆料,粘度：2500CP
‑
4500CP。
[0030]进一步地，锂离子电池的制作还包括以下步骤：
[0031]S20、极片涂布及极片制作：分别对正极和负极进行涂布及按照设计尺寸进行分条，得到正极片和负极片；
[0032]S30、卷绕组装：取步骤S20所得的正极片、负极片采用人工卷绕或机器卷绕的方式，得到隔膜隔离在正极片、负极片之间的裸电芯；
[0033]S40、注液化成：把步骤S30所得的裸电芯放入外壳中，注入电解液，封装后在充放电柜进行化成得到锂离子电池；
[0034]S50、二封分容：对完成步骤S40注液化成的锂离子电池排出化成所产生的气体后进行二次封装在充放电柜进行分容得到满足容量要求的锂离子电池。
[0035]进一步地，锂离子电池封装的外壳为铝塑膜或铝壳。
[0036]进一步地，正极片的正极活性材料为磷酸铁锂材料、锰酸锂材料、钴酸锂材料或镍钴锰锂三元材料。
[0037]进一步地，负极石墨为人造石墨、天然石墨或中间相碳微球。
[0038]进一步地，正极片的集流体为铜箔，负极片的集流体为铝箔。
[0039]进一步地，隔膜为干法隔膜或湿法隔膜。
[0040]进一步地，隔膜为PP隔膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硅负极的锂离子电池，包括正极片和负极片，其特征在于在于：所述负极片的活性材料为氧化硅、负极石墨、单壁碳管、导电炭黑、氧化石墨烯的复合材料，活性材料中复合质量比例为：氧化硅：负极石墨：单壁碳管：导电炭黑：氧化石墨烯＝5：93：0.3：0.5：0.2，负极材料中负极活性材料：CMC：SBR的质量比为96.8
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97.8：0.8
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1.6：1
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2。2.根据权利要求1所述的含硅负极的锂离子电池，其特征在于：所述负极片的负极浆料的制备过程包括以下步骤：S10、母分散液的制备：将单壁碳管、氧化石墨烯、导电炭黑分散在CMC水溶液中，公转20
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40Hz，自转20
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40Hz，搅拌25
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35min，使其混合均匀得到母分散液；S11含硅分散液的制备：将氧化硅添加到S10所得的分散液中，公转20
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40Hz，自转20
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40Hz，搅拌25
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35min，使其混合均匀得到含硅分散液：S12、负极浆料的制备：把负极石墨均匀分散在SBR水溶液中，加入S11所得的含硅分散液，调整其粘度，使其混合均匀得到负极浆料。3.根据权利要求2所述的含硅负极的锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池的制作还包括以下步骤：S20、极片涂布及极片制作：分别对正极和负极进行涂布及按照设计尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：师贵荣，杨凯鑫，肖利隆，吴银华，李栋，侯湘鹏，
申请(专利权)人：深圳赛骄阳能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：