【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电池的制造，具体涉及一种硅基负极浆料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着电子消费品及新能源汽车的迅猛发展，消费者对二次电池的需求日益增长，目前传统的石墨负极材料，在安全性能方面表现优异，但理论比容量(370mah/g)过低，无法满足二次电池高能量密度的要求。硅材料因其超高的理论比容量(4200mah/g)，相对较高的放电电势，环境友好，资源丰富，价格低廉等优点成为最有可能替代石墨的新型二次电池负极材料，然而硅基负极在应用中仍存在着一些问题，硅基负极在脱嵌锂的过程中会发生巨大的体积膨胀；极片在重复脱嵌锂后导致活性材料颗粒与集流体之间的粘结性变差而易脱落，从而导致活性材料产生破裂粉碎，最终影响循环性能。
2、目前可以通过对硅的改性，包括改变硅基材料的尺寸，制备杂化复合材料以及通过加入粘结剂等方法来改善上述问题，其中加入粘结剂是最方便，最经济的方法之一。粘结剂作为一种将活性材料、导电剂有效地粘附在集流体上的“桥梁”物质，能够保持活性材料、导电剂与集流体间的紧密连接，维持电极的完整性。
3、cn116230849a提供了一种硅基负极浆料及其制备方法与负极片，所述浆料包括：将羧甲基纤维素钠(cmc)和溶剂混合，得到一次胶液；将聚丙烯酸(paa)、硅基负极材料、导电剂、溶剂和一次胶液混合，进行双行星搅拌，得到二次胶液；将溶剂和二次胶液混合，得到第一浆料；将丁苯橡胶(sbr)和所得第一浆料混合，得到所述硅基负极浆料。在匀浆过程中分步结合聚丙烯酸(paa)和丁苯橡胶(sbr)处理后，形成三维交联网络，可以很
4、cn114725313a提供了一种硅基负极片及其制备方法与用途，所述硅基负极片包括硅基活性材料、水系聚合物粘结剂（聚丙烯酸、磺化木质素和金属离子）和导电剂，硅基活性材料与水系聚合物粘结剂形成多重交联网络结构。解决了硅基电极充放电过程中因体积效应而导致循环性能不佳的技术问题。
5、以上技术方案中硅基负极浆料的制备方法虽然可以改善硅负极体积的膨胀，但是负极片柔软度低，投入实际生产应用中还需要工艺的开发。
6、因此，提供一种硅基负极浆料及其制备方法，抑制硅基材料的膨胀，提高负极片柔软度，提高其作为负极的循环性能，是二次电池
亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种硅基负极浆料及其制备方法与应用。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：第一方面，提供了一种硅基负极浆料的制备方法，包括以下步骤：
3、制备第一浆料：将硅基负极材料、强极性聚丙烯酸和溶剂进行双行星搅拌，得到第一浆料；
4、制备第二浆料：将第一浆料、弱极性聚丙烯酸进行双行星搅拌，得到第二浆料；
5、制备硅基负极浆料：将第二浆料、液态导电剂和溶剂进行双行星搅拌，得到硅基负极浆料；
6、所述强极性聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量百分比为60-90%，所述弱极性聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量百分比为10-59%。
7、本公开硅基负极浆料的制备方法中，通过分步加入强极性聚丙烯酸和弱极性聚丙烯酸，具体地，先加入强极性丙烯酸，能够提高硅基负极活性材料的粘接性，可以有效抑制硅基负极体积的膨胀，提高了硅基负极的循环稳定性；后加入弱极性聚丙烯酸，可改善硅基负极浆料的分散性，提高硅基负极的柔软度，避免了单独加入聚丙烯酸带来的弊端。
8、本公开中强极性聚丙烯酸和弱极性聚丙烯酸都是由丙烯酸单体、丙烯腈单体和丙烯酸酯单体聚合而成，丙烯酸单体中含有羧基，丙烯腈单体中含有氰基，因而丙烯酸单体和丙烯腈单体的极性强，而丙烯酸酯单体的极性弱，本申请可以通过控制聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量百分比，从而获得强极性聚丙烯酸和弱极性聚丙烯酸。
9、本文中，强极性聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量百分比为60-90%，具体地，可以为60%、63%、65%、68%、70%、72%、75%、77%、80%、81%、84%、85%、88%、90%，优选为65-80%；弱极性聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量百分比为10-59%，具体地，可以为10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%，优选为15-40%，本文不局限于上述列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
10、强极性聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量，以及弱极性聚丙烯酸中丙烯酸和丙烯腈的质量影响粘结剂的极性大小，进而影响浆料的固含量与粘度，最终影响电池性能。
11、在一个实施方式中，以所述硅基负极浆料中溶质的总质量为100%计，包括以下质量百分比的组分：强极性聚丙烯酸1.5-5%、弱极性聚丙烯酸1-4.5%、液态导电剂0.03-0.6%、硅基负极材料91-97%；
12、具体的，强极性聚丙烯酸的质量百分比可以为1.5%、1.8%、2.0%、2.3%、2.5%、2.7%、3.0%、3.2%、3.5%、3.8%、4.0%、4.3%、4.5%、4.7%、5%，本文不局限于此；优选为1.5-4%；
13、弱极性聚丙烯酸的质量百分比可以为1%、1.5%、1.8%、2.0%、2.3%、2.5%、2.7%、3.0%、3.2%、3.5%、3.8%、4.0%、4.3%、4.5%，本文不局限于此；优选为1-3%。
14、液态导电剂的质量百分比可以为0.03%、0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%、0.55%、0.6%，本文不局限于此；优选为0.2-0.5%。
15、硅基负极材料的质量百分比可以为91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%，本文不局限于此。
16、在上述优选范围内，所述硅基负极浆料具有更高的柔软度和更好的循环稳定性。
17、在一个实施方式中，所述硅基负极浆料还包括固态导电剂，所述固态导电剂在所述制备第一浆料的过程中加入，具体地，制备第一浆料：将硅基负极材料、强极性聚丙烯酸、固态导电剂和溶剂进行双行星搅拌，得到第一浆料。
18、在一个实施方式中，以所述硅基负极浆料中溶质的总质量为100%计，包括以下质量百分比的组分：强极性聚丙烯酸1.5-5%、弱极性聚丙烯酸1-4.5%、固态导电剂0.01-1%、液态导电剂0.03-0.6%、硅基负极材料91-97%；
19、具体地，所述固态导电剂的质量百分比为0.01-1%，例如0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%，本申请不局限于此，硅基负极浆料中加入固态导电剂能够进一步增加硅基负极浆料的导电性和循环稳定性。
20、进一步的，所述固态导电剂为炭黑、乙炔黑、科琴黑、气相生长碳纤维中的至少一种。
21、在一个实施方式中，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅基负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述硅基负极浆料中溶质的总质量为100%计，包括以下重量百分比的组分：强极性聚丙烯酸1.5-5%、弱极性聚丙烯酸1-4.5%、液态导电剂0.03-0.6%、硅基负极材料91-97%。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅基负极浆料还包括固态导电剂，所述固态导电剂在所述制备第一浆料的过程中加入，即，制备第一浆料：将硅基负极材料、强极性聚丙烯酸、固态导电剂和溶剂进行双行星搅拌，得到第一浆料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以所述硅基负极浆料中溶质的总质量为100%计，包括以下重量百分比的组分：强极性聚丙烯酸1.5-5%、弱极性聚丙烯酸1-4.5%、固态导电剂0.01-1%、液态导电剂0.03-0.6%、硅基负极材料91-97%；
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述强极性聚丙烯酸和所述弱极性聚丙烯酸的质量比为（0.5-3）：1。
6.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，
7.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述液态导电剂为碳纳米管、石墨烯中的至少一种；所述硅基负极材料包括碳材料和硅材料，所述碳材料为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、掺杂型碳中的至少一种，所述硅材料为硅碳、硅氧、硅单质中的至少一种。
8.一种硅基负极浆料，其特征在于，所述硅基负极浆料由权利要求1-7任一项所述硅基负极浆料的制备方法制得。
9.如权利要求8所述的硅基负极浆料，所述硅基负极浆料的固含量为20-50%；和/或，
10.一种硅基负极片，其特征在于，所述硅基负极片采用如权利要求8-9任一项所述的硅基负极浆料制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种硅基负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述硅基负极浆料中溶质的总质量为100%计，包括以下重量百分比的组分：强极性聚丙烯酸1.5-5%、弱极性聚丙烯酸1-4.5%、液态导电剂0.03-0.6%、硅基负极材料91-97%。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅基负极浆料还包括固态导电剂，所述固态导电剂在所述制备第一浆料的过程中加入，即，制备第一浆料：将硅基负极材料、强极性聚丙烯酸、固态导电剂和溶剂进行双行星搅拌，得到第一浆料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以所述硅基负极浆料中溶质的总质量为100%计，包括以下重量百分比的组分：强极性聚丙烯酸1.5-5%、弱极性聚丙烯酸1-4.5%、固态导电剂0.01-1%、液态导电剂0.03-0.6%、硅基负极材料91-97%；
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【专利技术属性】
技术研发人员：连爽，李婷婷，孙语蔚，刘婵，侯敏，曹辉，
申请(专利权)人：瑞浦兰钧能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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