本发明专利技术公开了一种负极浆料、其制备方法、负极极片和锂离子电池。所述方法包括以下步骤：1)向硅材料中加入PAA类粘结剂胶液和单壁碳纳米管浆料，得到混合浆；2)向所述混合浆中加入石墨，搅拌，得到润湿料；3)向所述润湿料中加入多壁碳纳米管浆料和水，得到初级浆料；4)对所述初级浆料捏合后，调节浆料的粘度，加入丁苯橡胶，得到所述的负极浆料。本发明专利技术的负极浆料的浆料稳定性高，采用该浆料制备的极片具有面密度高、粘结力高、导电性好等良好性能，能有效地抑制硅负极在循环过程中的膨胀效应，同时还能减小电芯的直流内阻，能有效地提升电芯的循环性能和倍率充放电性能。的循环性能和倍率充放电性能。的循环性能和倍率充放电性能。
【技术实现步骤摘要】
负极浆料、其制备方法、负极极片和锂离子电池
[0001]本专利技术涉及锂电池
，涉及一种负极浆料、其制备方法、负极极片和锂离子电池。
技术介绍
[0002]随着锂离子电池技术的发展和进步，客户对动力锂离子电池的能量密度、倍率充放电性能、循环性能提出了更高的要求。因此，在锂离子电池中使用高容量的含硅负极已经变成主流趋势。但是硅材料在锂离子的嵌入和脱出过程中的体积变化非常大，特别是纯硅负极材料的体积膨胀率高达400％，而过大的体积膨胀率容易引起电极的粉化，同时还有可能造成电极从集流体上剥离，使电池容量迅速衰减，严重降低了锂离子电池的循环寿命。
[0003]目前高能量密度电芯负极多采用硅材料和石墨按一定的比例混掺作为负极活性物质，大大地降低了硅的比例，从而大大降低了负极片的厚度膨胀率。但是由于硅材料的存在，其充电后负极极片的厚度膨胀率仍然较大，在循环过程中容易出现负极极片掉粉的现象，同时还会导致硅材料周围的导电网络破坏，从而降低电芯的电性能。因此，找到抑制含硅负极的膨胀方法，是改善含硅电芯电性能的方向之一。
[0004]现有技术中的改进方案主要分为两种：一种是采用多层涂布的方式预先涂敷好缓冲层，但是工艺相对复杂；另一种是采用分别对硅材料和石墨材料进行匀浆，再混合到一起进行混批，该类方法需两套匀浆设备，对设备费用和场地占用都较高。
[0005]因此，有必要提供一种负极浆料的制备方法，有效解决硅材料的体积膨胀问题，进而有利于获得高的倍率充放电性能和长循环性能的电池。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种负极浆料、其制备方法、负极极片和锂离子电池。
[0007]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种负极浆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)向硅材料中加入PAA类粘结剂胶液和单壁碳纳米管浆料，得到混合浆；
[0010](2)向所述混合浆中加入石墨，搅拌，得到润湿料；
[0011](3)向所述润湿料中加入多壁碳纳米管浆料和水，得到初级浆料；
[0012](4)对所述初级浆料捏合后，调节浆料的粘度，加入丁苯橡胶，得到所述的负极浆料。
[0013]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0014]优选地，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述硅材料的质量占比为10
‑
30％。
[0015]优选地，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述单壁碳纳米管浆
料中的单壁碳纳米管的质量占比为0.1
‑
0.3％。
[0016]优选地，所述单壁碳纳米管浆料中的单壁碳纳米管和所述多壁碳纳米管浆料中的多壁碳纳米管的质量比为1:(1
‑
3)。
[0017]优选地，所述硅材料在使用前预先和零维碳材料进行干法混合，得到混合料，用于步骤(1)制备混合浆。
[0018]优选地，所述零维碳材料包括Super P、Super S、乙炔黑和科琴黑中的至少一种。
[0019]优选地，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述零维碳材料的质量占比为0.1
‑
5％，优选为0.1
‑
2％。
[0020]优选地，步骤(1)中，所述PAA类粘结剂胶液由PAA类粘结剂和水构成。
[0021]优选地，步骤(1)中，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述PAA类粘结剂胶液中的PAA类粘结剂的质量含量为2
‑
5％。
[0022]优选地，步骤(1)中，先加入单壁碳纳米管浆料，搅拌后再加入PAA类粘结剂胶液。
[0023]优选地，步骤(2)中，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述石墨的质量含量为60
‑
85％。
[0024]优选地，步骤(3)所述多壁碳纳米管浆料由多壁碳纳米管和水构成。
[0025]优选地，步骤(3)中，所述初级浆料的固含量为60
‑
65wt％。
[0026]优选地，步骤(4)所述捏合的公转速度为10
‑
50rpm，所述捏合的自转速度为0
‑
500rpm。
[0027]优选地，步骤(4)调节浆料的粘度至3000
‑
6000mPa
·
s。
[0028]优选地，步骤(4)中，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述丁苯橡胶的质量含量为0.5
‑
3％。
[0029]优选地，步骤(4)还包括在加入丁苯橡胶后在真空条件下进行慢速搅拌的步骤，所述慢速搅拌的公转速度为10
‑
50rpm，所述慢速搅拌的自转速度为100
‑
1000rpm。
[0030]优选地，所述慢速搅拌的时间为0.5
‑
2h。
[0031]作为本专利技术所述方法的一个优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
[0032]S1将硅材料和第一导电剂加入双行星搅拌器中进行干法混合，得到混合料；
[0033]S2向所述混合料中加入单壁碳纳米管浆料，充分搅拌，使单壁碳纳米管和导电剂粉末均匀的分布于硅材料表面，再向其中加入PAA类粘结剂胶液，使胶液与被单壁碳纳米管和导电剂包覆的硅材料充分的混合，得到混合浆；
[0034]S3向所述混合浆中加入石墨，搅拌使石墨均匀润湿，得到润湿料；
[0035]S4向所述润湿料中加入多壁碳纳米管浆料和一定量去离子水，控制浆料固含量在60
‑
65wt％，得到初级浆料；
[0036]S5对所述初级浆料进行捏合后，加入一定量的去离子水，将浆料的粘度调整至3000
‑
6000mPa
·
s，再加入丁苯橡胶(SBR)，在抽真空的条件下慢速搅拌1h，获得所述负极浆料。
[0037]第二方面，本专利技术提供一种根据第一方面所述的方法制备得到负极浆料。
[0038]第三方面，本专利技术提供一种负极极片，所述负极极片采用第二方面所述的负极浆料制备得到。
[0039]第四方面，本专利技术提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括第三方面所述的负
极极片。
[0040]与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0041](1)本专利技术通过先向硅材料中分散PAA类粘结剂胶液和单壁碳纳米管浆料，可以优先构建好硅材料的导电粘结剂网络，再在上述浆料中通过石墨和多壁碳纳米管进行导电网络的连接，最后加入丁苯橡胶可以获得高性能的负极浆料，该负极浆料的浆料稳定性高，采用该浆料制备的极片具有面密度大、粘结力强、导电性好等优异性能，此外，能有效地抑制硅负极在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负极浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)向硅材料中加入PAA类粘结剂胶液和单壁碳纳米管浆料，得到混合浆；(2)向所述混合浆中加入石墨，搅拌，得到润湿料；(3)向所述润湿料中加入多壁碳纳米管浆料和水，得到初级浆料；(4)对所述初级浆料捏合后，调节浆料的粘度，加入丁苯橡胶，得到所述的负极浆料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述硅材料的质量占比为10
‑
30％；优选地，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述单壁碳纳米管浆料中的单壁碳纳米管的质量占比为0.1
‑
0.3％；优选地，所述单壁碳纳米管浆料中的单壁碳纳米管和所述多壁碳纳米管浆料中的多壁碳纳米管的质量比为1:(1
‑
3)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硅材料在使用前预先和零维碳材料进行干法混合，得到混合料，用于制备混合浆；优选地，所述零维碳材料包括Super P、Super S、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；优选地，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述零维碳材料的质量占比为0.1
‑
5％，优选为0.1
‑
2％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述PAA类粘结剂胶液由PAA类粘结剂和水构成；优选地，步骤(1)中，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述PAA类粘结剂胶液中的PAA类粘结剂的质量含量为2
‑
5％；优选地，步骤(1)中，先加入单壁碳纳米管浆料，搅拌后再加入PAA类粘结剂胶液。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，以所述负极浆料中的固体物质的总质量为100％计，所述石墨的质量含量为60
‑
85％；优选地，步骤(3)所述多壁碳纳米管浆料由多壁碳纳米管和水构成；...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘益，芦佳雪，高秀玲，张越超，马华，刘峰，闾陈立，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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