基于构建多孔缓冲层提升硅碳负极锂电池热稳定性的方法技术

技术编号:45637114 阅读:28 留言:0更新日期:2025-06-27 18:44
本发明专利技术公开了一种基于构建多孔缓冲层提升硅碳负极锂电池热稳定性的方法。基于构建多孔缓冲层提升硅碳负极锂电池热稳定性的方法,通过在锂电池硅碳负极极片上涂覆多孔缓冲层,所述的多孔缓冲层由如下步骤制备得到:将负极粘结剂溶于去离子水调配成粘液,将羟基化石墨烯分散液逐滴加入到所述的粘液中混合均匀,形成具有密集微小气泡分布的浆液,再将浆液涂覆于硅碳负极极片上,干燥,得到所述的多孔缓冲层。本发明专利技术提出的多孔缓冲层结构能够保持电解液在负极极片上的有效均匀分布,进一步提高了电池的热安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及锂离子电池负极材料,具体涉及一种基于构建多孔缓冲层提升硅碳负极锂电池热稳定性的方法


技术介绍

0、
技术介绍

1、锂离子电池作为目前主流的能量存储装置,广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。硅碳复合负极材料因其高能量密度而成为锂离子电池负极材料的热点研究方向。然而,硅碳复合负极材料在充放电过程中会发生显著的体积变化,导致电池内部应力增大,影响电池的结构稳定性和循环寿命。此外,高温环境下电解液容易在负极片处出现局部分解,进一步降低了锂电池的电化学性能。

2、现有提升硅碳复合负极性能的技术策略,主要包括以下:(1)纳米化结构设计,通过制备纳米硅颗粒、硅纳米线或硅薄膜缓解体积膨胀。但纳米材料的高比表面积导致副反应增加,且制备成本高昂,难以大规模应用;(2)复合碳材料包覆,采用无定形碳等对硅材料本体进行包覆,虽然能提升导电性和结构稳定性,但致密包覆层会阻碍锂离子扩散,且难以同时兼顾缓冲体积膨胀的需求;(3)预留缓冲空间,在极片设计中预留空隙或添加弹性聚合物,但会降低体积能量密度,且聚合物与电解液相容性差,影响长期循环稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于构建多孔缓冲层提升硅碳负极锂电池热稳定性的方法,其特征在于,通过在锂电池硅碳负极极片上涂覆多孔缓冲层,所述的多孔缓冲层由如下步骤制备得到:将负极粘结剂溶于去离子水调配成粘液,将羟基化石墨烯分散液逐滴加入到所述的粘液中混合均匀,形成具有密集微小气泡分布的浆液,再将浆液涂覆于硅碳负极极片上,干燥,得到所述的多孔缓冲层。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的负极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚乙烯醇和聚丙烯腈中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的粘液中负极粘结剂的质量分数为3%~6%,羟基化石墨烯分散液的添加量每毫升粘...

【技术特征摘要】

1.基于构建多孔缓冲层提升硅碳负极锂电池热稳定性的方法,其特征在于,通过在锂电池硅碳负极极片上涂覆多孔缓冲层,所述的多孔缓冲层由如下步骤制备得到:将负极粘结剂溶于去离子水调配成粘液,将羟基化石墨烯分散液逐滴加入到所述的粘液中混合均匀,形成具有密集微小气泡分布的浆液,再将浆液涂覆于硅碳负极极片上,干燥,得到所述的多孔缓冲层。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的负极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚乙烯醇和聚丙烯腈中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的粘液中负极粘结剂的质量分数为3%~6%,羟基化石墨烯分散液的添加量每毫升粘液中加入2~5mg羟基化石墨烯分散液。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,干燥的具体步骤为:将上述涂覆好的硅碳负极极片置于高温真空烘干容器内,此时真空烘干容器提前升温到100℃~110℃,且不开启真空,在涂覆的浆液变彻底干燥前,开启抽真空,使硅碳负极片上形成含有石墨烯的多孔缓冲层结构,再进行彻底干燥,彻底干燥的条件为:干燥温度80℃~100℃,干燥时间≥24小时。

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【专利技术属性】
技术研发人员:邵丹梁俊超王媛冯超胡良勇
申请(专利权)人:广州能源检测研究院
类型:发明
国别省市:

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