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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池,涉及硅氧负极浆料及制备方法,尤其涉及一种石墨掺混硅氧负极浆料及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池子自问世以来经历了多次探索革新,从钴酸锂(licoo2)到磷酸铁锂(lifepo4)到三元材料(li(nixcoymn1-x-y)o2)的迅速开发与应用,市场对锂离子电池的需求越来越大,尤其是汽车动力电池市场,迫切需要开发能量密度高、功率密度大、安全性能优良的锂离子电池。
2、石墨负极由于其材料特性理论比容量372mah g-1较低,无法满足三元电池高能量密度,高功率密度的需求,硅材料因为其4200mah g-1高理论比容量进入研究人员的视野,然而纯硅负极体积膨胀达300%以上,循环过程中sei膜易被破坏严重限制了其在电芯上的应用,siox材料具有1500-2000mah g-1理论比容量和相对较低的体积膨胀被进一步开发应用于锂离子电池,但同样也面临着制浆困难、首效低、循环性能差等问题。因此将石墨与硅氧材料进行共混,对提高负极容量,抑制体积膨胀和改善循环具有重大的实用价值。
3、现有的湿法匀浆技术存在匀浆后分散不均匀、颗粒易团聚、黏度大和固含量低等问题,严重影响其后续涂布辊压生产工序。因此开发一种改善浆料分散性,提高固含量的方法,对降低极片膨胀,提高循环性能具有重要的意义。
技术实现思路
1、为了解决上述所涉及的制浆及循环性能差问题,本专利技术提供了一种石墨掺混硅氧负极浆料及制备方法,本专利技术的方法区别于传统湿法制浆,能够明显提高浆
2、为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:
3、本专利技术提供了一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
4、1)将硅源与碳源干燥;
5、2)将步骤1)中碳源和硅源按所需容量进行质量配比,投料到搅拌机中,开启搅拌机及循环水系统,在相应的转速下均匀分散一定时间;
6、3)加入第一导电剂与第一水性粘结剂,进行第一次均匀分散;
7、4)加入第二导电剂与第二水性粘结剂,进行第二次均匀分散;
8、5)加入去离子水与第三水性粘结剂,消泡剂与表面活性剂,进行第三次均匀分散,调节黏度及固含量;
9、6)黏度及固含量调节完后,继续搅拌,得到均匀分散且无颗粒团聚的石墨/硅氧负极浆料。
10、作为本专利技术的一种优选方案,步骤1)中,干燥条件为60~80℃真空干燥8~12h。
11、作为本专利技术的一种优选方案,步骤2)中,循环水系统控制搅拌机温度为22-28℃。
12、作为本专利技术的一种优选方案,碳源与硅源的比例为7.0:3.0~8.0:2.0,设计理论容量为680~550mah g-1。
13、作为本专利技术的一种优选方案,所述第一导电剂为乙炔黑、super p、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种,所述第二导电剂为乙炔黑、super p、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种。
14、作为本专利技术的一种优选方案,所述第一水性粘结剂为sbr、cmc、la、pva、pvb、mma水性粘结剂中的一种;所述第二水性粘结剂为sbr、cmc、la、pva、pvb、mma水性粘结剂中的一种;所述第三水性粘结剂sbr、cmc、la、pva、pvb、mma水性粘结剂中的一种。
15、作为本专利技术的一种优选方案,所述消泡剂为pbb、pvp、nmp、dmf、pet中的一种,所述表面活性剂为pbb、pvp、nmp、dmf、pet中的一种。
16、作为本专利技术的一种优选方案,搅拌机的公转转速为15~30rpm,分散自转1500~3500,每一个步骤中的搅拌时间1~3h,每30min进行一次刮料。
17、本专利技术还提供了通过上述方法制得石墨掺混硅氧负极浆料。
18、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
19、(1)本专利技术的制备方法简单方便,每步工序都可以进行调控,防止浆料报废。
20、(2)采用本专利技术所制备的石墨/硅氧负极浆料分散性良好,无颗粒团聚,黏度适中,固含量高,涂布面密度均匀,水分低,易于一次烘干。
21、(3)本专利技术的制备方法适宜大规模或工业化生产。
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1.一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,步骤1)中,干燥条件为60~80℃真空干燥8~12h。
3.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,循环水系统控制搅拌机温度为22-28℃。
4.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,碳源与硅源的比例为7.0:3.0~8.0:2.0,设计理论容量为680~550mAh g-1。
5.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,所述第一导电剂为乙炔黑、super P、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种,所述第二导电剂为乙炔黑、super P、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,所述第一水性粘结剂为SBR、CMC、LA、PVA、PVB、MMA水性粘结剂中的一种;所述第二水性粘结剂为SBR、CMC、LA、PVA、
7.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,所述消泡剂为PBB、PVP、NMP、DMF、PET中的一种,所述表面活性剂为PBB、PVP、NMP、DMF、PET中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,搅拌机的公转转速为15~30rpm,分散自转1500~3500,每一个步骤中的搅拌时间1~3h,每30min进行一次刮料。
9.一种石墨掺混硅氧负极浆料,其特征在于,通过权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,步骤1)中,干燥条件为60~80℃真空干燥8~12h。
3.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,循环水系统控制搅拌机温度为22-28℃。
4.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,碳源与硅源的比例为7.0:3.0~8.0:2.0,设计理论容量为680~550mah g-1。
5.根据权利要求1所述的一种石墨掺混硅氧负极浆料的制备方法,其特征在于,所述第一导电剂为乙炔黑、super p、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种,所述第二导电剂为乙炔黑、super p、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种。
6.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡彦辉,谢跃,项良顺,周井,赖美珍,潘政威,祝宏亮,周晴晴,相佳媛,郭锋,
申请(专利权)人:浙江南都电源动力股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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