System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种石墨掺混硅氧负极浆料及其制备方法技术_技高网

一种石墨掺混硅氧负极浆料及其制备方法技术

技术编号:40206622 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-02 22:18
本发明专利技术公开了一种石墨掺混硅氧负极浆料及其制备方法,包括将硅源与碳源干燥后搅拌,加入导电剂与粘结剂进行第一次以及第二次分散,随后入去离子水,粘结剂,消泡剂,表面活性剂进行第三次分散,最后低速搅拌,得到均匀分散,无颗粒团聚的石墨/硅氧负极浆料。本发明专利技术的方法区别于传统湿法制浆,能够明显提高浆料的分散性,减少颗粒间的团聚,提高固含量,降低黏度,有效减少后续涂布过程集流体卷边,面密度不均匀,水分大等问题,从而降低因硅氧碳负极体积膨胀所导致的掉料及循环差等问题,也极大地提高了负极材料的制程效率。

【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,能够明显提高浆料的分散性,减少颗粒间的团聚,提高固含量,降低黏度,有效减少后续涂布过程集流体卷边,面密度不均匀,水分大等问题,从而降低因硅氧碳负极体积膨胀所导致的掉料及循环差等问题,也极大地提高了负极材料的生成效率。

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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【技术保护点】

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、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。

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。

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【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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