一种纸基硅碳负极电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纸基硅碳负极电极及其制备方法和应用，属于锂离子电池材料技术领域。纸基硅碳负极电极包括下述重量份的原料：硅碳材料70‑90份，导电剂2‑5份，分散剂1‑3份，去离子水120‑360份，石墨10‑30份，粘结剂1‑5份，脱水纸浆10‑20份。本发明专利技术可以提升硅碳负极材料的循环寿命，同时解决了涂敷类集流体电极活性物质脱落的问题。通过植物纤维和造纸工艺制备的纸基电极具备纸张三维多孔的微观结构，可以为硅碳活性颗粒在充放电过程中巨大的体积膨胀提供缓冲空间，延长极片的循环寿命；同时纸基电极免去了集流体，避免了充放电过程中由于负极材料体积膨胀导致的从集流体上脱落的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池材料，更具体的说是涉及一种纸基硅碳负极电极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着锂离子电池研发技术的深入，传统的石墨负极材料已经无法满足高能量密度锂离子电池的需求，以硅为基材的新型硅碳负极材料已经成为研发热点。硅碳负极材料具备诸多的优势，如，硅碳负极的理论容量高达3580mah/g，远超过传统石墨负极的372mah/g，硅负极材料能够实现更快的锂离子嵌入和脱出，从而具备快速充电的潜力，硅基负极材料具有较低的脱嵌锂电位，相比石墨负极，在充电时可以避免表面的析锂现象，减少锂枝晶的形成，从而提高了电池的安全性能等。随着技术的不断进步，硅碳负极材料有望在未来的电池技术中发挥更加重要的作用。

2、硅负极材料在锂电池充放电过程中巨大的体积膨胀效应也给其在锂电领域的商业化应用带来了难题。硅的体积膨胀不仅会导致硅碳负极材料结构破裂、粉化和失活，从而影响电池的循环寿命和性能稳定性，还有可能导致活性物质从金属集流体上脱落，致使电池失效。

3、因此，如何研发一种避免产生传统电极涂层的裂纹和脱落，增加极片循环寿命的纸基硅碳负极电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，包括下述重量份的原料：

2.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述硅碳材料中的硅含量为10-60wt％，粒径为5-15μm。

3.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述导电剂包括第一导电剂和第二导电剂，第一导电剂和第二导电剂的质量比为(5-7):(3-5)，所述第一导电剂为Superp、乙炔黑或科琴黑中的一种或几种，所述第二导电剂为碳纳米管材料。

4.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述分散剂包括梳状高分子分散剂和十二烷基苯磺酸钠，梳状高分子分散剂和十二烷基苯...

【技术特征摘要】

1.一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，包括下述重量份的原料：

2.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述硅碳材料中的硅含量为10-60wt％，粒径为5-15μm。

3.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述导电剂包括第一导电剂和第二导电剂，第一导电剂和第二导电剂的质量比为(5-7):(3-5)，所述第一导电剂为superp、乙炔黑或科琴黑中的一种或几种，所述第二导电剂为碳纳米管材料。

4.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述分散剂包括梳状高分子分散剂和十二烷基苯磺酸钠，梳状高分子分散剂和十二烷基苯磺酸钠的质量比为(6-9):(1-4)。

5.根据权利要求1所述一种纸基硅碳负极电极，其特征在于，所述石墨为天然石墨或人造石墨，粒径为10-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：康少冉，陶刚义，闫鹏，陈斌，杨林涛，毕明锋，黎鹏，黄初，王钊，杜晓辉，吕阳，
申请(专利权)人：内蒙古兴洋科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：