CN108183237A - 一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法 - Google Patents
一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108183237A CN108183237A CN201711226662.0A CN201711226662A CN108183237A CN 108183237 A CN108183237 A CN 108183237A CN 201711226662 A CN201711226662 A CN 201711226662A CN 108183237 A CN108183237 A CN 108183237A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum dot
- copper foil
- binding agent
- silicon
- anode material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 title claims abstract description 104
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 title claims abstract description 76
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 69
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 title abstract 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 48
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 18
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 12
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 9
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 claims description 9
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 4
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 claims description 3
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 3
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 31
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 31
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法，通过优化制备工艺，量子点涂层分布均匀，用于锂离子硅基负极材料后能有效增加其与集流体、导电剂之间的粘结性，减小锂离子循环电池内阻，提高了锂离子循环电池的循环性能、有效容量以及其他电性能，有效延长锂离子循环电池循环寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法。
背景技术
随着新能源产业的持续健康发展，移动便携式电子产品和新能源电动汽车技术的发展，对于长续航能量锂离子电池的开发提出了越来越高的要求。
与传统石墨负极相比，硅的理论储锂容量(4200mAh/g)和较低的脱锂电位(<0.5V)，超过石墨材料理论储锂能量372mAh/g的10倍，且硅的电压平台略高于石墨，在充电时难引起表面析锂，安全性能更好。硅成为锂离子循环电池碳基负极升级换代的富有潜力的选择之一。但硅作为锂离子循环电池负极材料也有缺点。硅是半导体材料，自身的电导率较低。在电化学循环过程中，锂离子的嵌入和脱出会使材料体积发生300％以上的膨胀与收缩，产生的机械作用力会使材料逐渐粉化，造成结构坍塌，最终导致电极活性物质与集流体脱离，丧失电接触，导致锂离子循环电池循环性能大大降低。此外，由于这种体积效应，硅在电解液中难以形成稳定的固体电解质界面(SEI)膜。伴随着电极结构的破坏，在暴露出的硅表面不断形成新的SEI膜，加剧了硅的腐蚀和容量衰减。
为改善硅基负极循环性能，提高材料在循环过程中的结构稳定性，通常将硅材料纳米化和复合化。目前，硅材料纳米化的主要研究方向包括：硅纳米颗粒(零维纳米化)、硅纳米线/管(一维纳米化)、硅薄膜(二维纳米化)和3D多孔结构硅、中空多孔硅(三维纳米化)；硅材料复合化的主要研究方向包括：硅/金属型复合、硅/碳型复合及三元型复合(如硅/无定型碳/石墨三元复合体系)如何有效地使用硅基负极材料是急需解决的问题。采用纳米硅粉可以有效缓解硅基负极材料的体积膨胀，但是由于纳米硅粉和石墨粉的比重相差较大，在两者组合作为活性物质使用时，按现有常规方法进行调浆以后，在涂覆成膜干燥的过程中，因两者比重差异而极易造成纳米硅粉浮浆、团聚，进而影响整体影响锂离子循环电池使用性能，如此，不仅发挥不出纳米硅粉的有效容量，更会降低锂离子循环电池的循环寿命。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法，通过优化制备工艺，量子点涂层分布均匀，用于锂离子硅基负极材料后能有效增加其与集流体、导电剂之间的粘结性，减小锂离子循环电池内阻，提高了锂离子循环电池的循环性能、有效容量以及其他电性能，有效延长锂离子循环电池循环寿命。
本发明提出的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
优选地，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为1～3:96.5～98.999:0.001～0.5。
优选地，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为1.2～2.6:97～98.5:0.15～0.4。
优选地，粘结剂由羟甲基纤维素、丁苯橡胶、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或两种以上组成。
优选地，溶剂为水。
优选地，S2中，量子点按以下工艺进行制备：将石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为1～100nm的量子点；其中，石墨烯为单层或多层石墨烯。
本发明还提出了一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在60～120℃下预处理6～24h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10～20Hz的速度搅拌0.35～0.5h，然后加入量子点，以频率为35～45Hz的速度搅拌0.5～4.5h，得到浆料；
S3、分散：将浆料以频率为40～60Hz的速度分散2～4h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，干燥，得到硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
优选地，将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为15Hz的速度搅拌0.4h，然后加入量子点，以频率为35Hz的速度搅拌0.5h，得到浆料；其中，浆料粘度为6000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.02MPa。
优选地，S2中，浆料粘度为2000～8000mPa·S。
优选地，S2中，机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.08～-0.01MPa。
优选地，S4中，干燥温度为60～100℃。
优选地，S5中，硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的涂层厚度为1～8um。
优选地，水系的量子点涂层铜箔应用于锂离子二次锂离子循环电池，尤其应用于锂离子二次锂离子循环电池负极材料。
本发明中通过优化配方及制备工艺，有效增加集流体与负极材料和导电剂的粘结性，同时可以降低集流体和负极材料的接触内阻，减小电池内阻，提高电池的循环性能以及其他电性能；此外传统的涂炭集流体，在表层涂覆不同厚度的碳层，在电性能方面起到了一定的效果，但是涂覆质量的一致性和均匀性难以检测和判定，本发明所述的量子点分布于粘结剂与水的胶液中，通过荧光检测可以分辨出涂覆量的均匀性。本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法，一方面可以增加负极材料和集流体的粘结性，降低阻抗；另一方面可以通过区域发光强度数值判断涂覆层的均匀性，适用于目前的生产工序，不需要额外增加处理。发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法，通过优化制备工艺，量子点涂层分布均匀，用于锂离子硅基负极材料后能有效增加其与集流体、导电剂之间的粘结性，减小锂离子循环电池内阻，提高了锂离子循环电池的循环性能、有效容量以及其他电性能，有效延长锂离子循环电池循环寿命。
附图说明
图1为针对本发明实施例1中铜箔涂层前后锂离子循环电池循坏性能曲线图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，图1为针对本发明实施例1中铜箔涂层前后锂离子循环电池循坏性能曲线图。
实施例1
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为2:97.97:0.03；
粘结剂为聚酰亚胺；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将单层石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为5nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在120℃下预处理6h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10Hz的速度搅拌0.35h，然后加入量子点，以频率为35Hz的速度搅拌0.5h，得到浆料；其中，浆料粘度为6000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.01MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为40Hz的速度高速分散3h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在60℃下干燥，得到涂层厚度为1um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
实施例2
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为1.5:98.45:0.05；
粘结剂由聚丙烯酸；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将多层石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为10nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在100℃下预处理4h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为15Hz的速度搅拌0.4h，然后加入量子点，以频率为35Hz的速度搅拌0.5h，得到浆料；其中，浆料粘度为6000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.02MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为50Hz的速度高速分散4h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在60℃下干燥，得到涂层厚度为2um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
实施例3
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为3:96.9:0.1；
粘结剂为海藻酸钠；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将多层石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为15nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在120℃下预处理12h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10Hz的速度搅拌0.35h，然后加入量子点，以频率为35Hz的速度搅拌0.5h，得到浆料；其中，浆料粘度为5000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.03MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为50Hz的速度高速分散4h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在65℃下干燥，得到涂层厚度为1um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
实施例4
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为2:97.8:0.2；
粘结剂为聚乙烯醇；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将多层石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为20nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在100℃下预处理8h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10Hz的速度搅拌0.35h，然后加入量子点，以频率为20Hz的速度搅拌1h，得到浆料；其中，浆料粘度为7000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.01MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为50Hz的速度高速分散3.5h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在75℃下干燥，得到涂层厚度为2um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
实施例5
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为2.5:97.4:0.1；
粘结剂由羟甲基纤维素和丁苯橡胶组成；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将多层石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为10nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在100℃下预处理12h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10Hz的速度搅拌0.4h，然后加入量子点，以频率为45Hz的速度搅拌0.5h，得到浆料；其中，浆料粘度为5000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.03MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为45Hz的速度高速分散2h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在80℃下干燥，得到涂层厚度为1.5um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
实施例6
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为1:98.999:0.001；
粘结剂由聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇混合组成；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为1nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在120℃下预处理6h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为20Hz的速度搅拌0.35h，然后加入量子点，以频率为35Hz的速度搅拌4.5h，得到浆料；其中，浆料粘度为8000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.08MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为60Hz的速度高速分散2h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在100℃下干燥，得到涂层厚度为8um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
实施例7
本发明提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
其中，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为3:96.5:0.5；
粘结剂由丁苯橡胶、聚酰亚胺、海藻酸钠混合组成；
溶剂为水；
量子点按以下工艺进行制备：将单层石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为100nm的量子点；
本发明还提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在60℃下预处理24h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10Hz的速度搅拌0.5h，然后加入量子点，以频率为40Hz的速度搅拌1h，得到浆料；其中，浆料粘度为2000mPa·S；机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.01MPa；
S3、高速分散：将浆料以频率为40Hz的速度高速分散4h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，在60℃下干燥，得到涂层厚度为1um的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
针对本发明实施例1-5中得到的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，在常温1C下充放电循环，在相同测试情况下，使用本发明提出的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的锂离子循环电池的容量保持率比未涂层铜箔的锂离子循环电池的容量保持率高出值(％)如下表：
| 本发明实施例 | 循环次数 | 容量保持率高出值(％) |
| 实施例1 | 150 | 10 |
| 实施例2 | 150 | 7 |
| 实施例3 | 200 | 11 |
| 实施例4 | 300 | 6 |
| 实施例5 | 400 | 12 |
针对本发明实施例1中得到的硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，对其循环性能进行测试，通过图1可知，采用本发明实施例1中提出的一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法，得到含有量子点涂层的铜箔与未涂层铜箔相比，锂离子循环电池的循环性能差异明显，使用含有量子点涂层的铜箔的锂离子循环电池的容量保持率上升，提高了锂离子循环电池的循环性能，延长了锂离子循环电池的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，其原料包括：铜箔、粘结剂、溶剂、量子点。
2.根据权利要求1所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为1～3:96.5～98.999:0.001～0.5；优选地，粘结剂、溶剂、量子点之间的质量比为1.2～2.6:97～98.5:0.15～0.4。
3.根据权利要求1或2所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，粘结剂由羟甲基纤维素、丁苯橡胶、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或两种以上组成。
4.根据权利要求1或2所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，溶剂为水。
5.根据权利要求1或2所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔，其特征在于，量子点按以下工艺进行制备：将石墨烯进行超声破碎或高速剪切，得到粒径为1～100nm的量子点；其中，石墨烯为单层或多层石墨烯。
6.一种根据权利要求1所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、粘结剂预处理：将粘结剂在60～120℃下预处理6～24h，得到预处理粘结剂；
S2、机械搅拌：将预处理粘结剂置于溶剂中，以频率为10～20Hz的速度搅拌0.35～0.5h，然后加入量子点，以频率为35～45Hz的速度搅拌0.5～4.5h，得到浆料；
S3、分散：将浆料以频率为40～60Hz的速度分散2～4h，过滤，得到物料A；
S4、涂布：在铜箔正反两面均匀涂覆物料A，干燥，得到硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔。
7.根据权利要求6所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，其特征在于，S2中，浆料粘度为2000～8000mPa·S。
8.根据权利要求6所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，其特征在于，S2中，机械搅拌过程在真空环境中进行，且真空度为-0.08～-0.01MPa。
9.根据权利要求6所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，其特征在于，S4中，干燥温度为60～100℃。
10.根据权利要求6所述硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的制备方法，S5中，硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔的涂层厚度为1～8um。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711226662.0A CN108183237B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711226662.0A CN108183237B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108183237A true CN108183237A (zh) | 2018-06-19 |
| CN108183237B CN108183237B (zh) | 2020-11-06 |
Family
ID=62545510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711226662.0A Active CN108183237B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108183237B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108987753A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-11 | 芜湖彰鸿工程技术有限公司 | 一种新能源锂离子电池用粘结剂及其应用 |
| CN111370642A (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 温州玖源锂电池科技发展有限公司 | 一种基于石墨烯量子点及其衍生物的导电涂层材料及其应用 |
| WO2021184222A1 (zh) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 温州玖源锂电池科技发展有限公司 | 一种基于石墨烯量子点及其衍生物的导电涂层材料及其应用 |
| CN114613980A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-10 | 中南大学 | 一种锌离子电池复合负极及其制备方法和应用 |
| US20220311010A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-09-29 | Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. | Anode plate and fabrication method thereof, battery cell, battery and electronic device |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102208598A (zh) * | 2011-05-12 | 2011-10-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 石墨烯涂层改性的锂二次电池的电极极片及其制作方法 |
| WO2014112619A1 (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | 古河電気工業株式会社 | 銅箔、リチウムイオン電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
| CN104600320A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 上海悦达墨特瑞新材料科技有限公司 | 一种基于石墨烯的功能铜箔及其制备方法 |
| CN105742586A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-07-06 | 江南大学 | 一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法 |
| CN106362929A (zh) * | 2015-07-20 | 2017-02-01 | 北京中科云腾科技有限公司 | 一种石墨烯铜箔复合导热膜及其制备方法 |
| CN106377941A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-02-08 | 盐城工学院 | 一种抗静电过滤材料的制备方法 |
| CN106442226A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 华南理工大学 | 基于量子点的热管吸液芯毛细测试方法及装置 |
-
2017
- 2017-11-29 CN CN201711226662.0A patent/CN108183237B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102208598A (zh) * | 2011-05-12 | 2011-10-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 石墨烯涂层改性的锂二次电池的电极极片及其制作方法 |
| WO2014112619A1 (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | 古河電気工業株式会社 | 銅箔、リチウムイオン電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
| CN104600320A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 上海悦达墨特瑞新材料科技有限公司 | 一种基于石墨烯的功能铜箔及其制备方法 |
| CN106362929A (zh) * | 2015-07-20 | 2017-02-01 | 北京中科云腾科技有限公司 | 一种石墨烯铜箔复合导热膜及其制备方法 |
| CN105742586A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-07-06 | 江南大学 | 一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法 |
| CN106442226A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 华南理工大学 | 基于量子点的热管吸液芯毛细测试方法及装置 |
| CN106377941A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-02-08 | 盐城工学院 | 一种抗静电过滤材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| INSEONG CHO等: "Mussel-inspired polydopamine-treated copper foil as a current collector for high-performance silicon anodes", 《SCIENTIFIC REPORTS》 * |
| 孔丽娟 等: "组氨酸功能化石墨烯量子点@纳米硅负极材料的制备及电化学性能研究", 《化学学报》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108987753A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-11 | 芜湖彰鸿工程技术有限公司 | 一种新能源锂离子电池用粘结剂及其应用 |
| CN111370642A (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 温州玖源锂电池科技发展有限公司 | 一种基于石墨烯量子点及其衍生物的导电涂层材料及其应用 |
| WO2021184222A1 (zh) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 温州玖源锂电池科技发展有限公司 | 一种基于石墨烯量子点及其衍生物的导电涂层材料及其应用 |
| US20220311010A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-09-29 | Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. | Anode plate and fabrication method thereof, battery cell, battery and electronic device |
| CN114613980A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-10 | 中南大学 | 一种锌离子电池复合负极及其制备方法和应用 |
| CN114613980B (zh) * | 2022-03-30 | 2024-05-03 | 中南大学 | 一种锌离子电池复合负极及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108183237B (zh) | 2020-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108183237A (zh) | 一种硅基负极材料用量子点水系涂层铜箔及其制备方法 | |
| CN109244386B (zh) | 一种高能量含硅锂电池及制备方法 | |
| CN110993884B (zh) | 锂离子电池负极浆料、制备方法、负极极片以及电池 | |
| CN105161676A (zh) | 一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法 | |
| CN112993251B (zh) | 一种补锂材料及其制备方法、负极和锂离子电池 | |
| CN104659332B (zh) | 一种高倍率磷酸铁锂电池正极及其制造方法 | |
| CN113659125B (zh) | 一种硅碳复合材料及其制备方法 | |
| CN109075324A (zh) | 负极和用于制备负极的方法 | |
| CN110690421A (zh) | 一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法 | |
| CN105932284B (zh) | 一种介孔碳紧密包覆型复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111430681A (zh) | 负极材料、负极片及其制备方法和全固态锂离子电池 | |
| CN110854379B (zh) | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法、负极极片、锂离子电池 | |
| CN106784662B (zh) | 一种锂离子电池负极材料、负极极片及其制备方法和用途 | |
| CN109950549A (zh) | 一种锂离子电池用集流体及其制备方法 | |
| CN101593825B (zh) | 锂离子电池纳米锑/石墨纳米片复合材料负极及其制备方法 | |
| CN109428062A (zh) | 一种石墨烯-硅复合负极材料及其制备方法 | |
| CN110600704A (zh) | 一种硅/石墨复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN106602069A (zh) | 锂离子电池正极材料、正极和锂离子电池 | |
| CN113328098A (zh) | 一种负极片及包括该负极片的锂离子电池 | |
| CN115621464A (zh) | 一种钠离子电池负极浆料及制备方法、电池负极片及制备方法、电池及制备方法 | |
| CN102637861B (zh) | 炭膏及和电池炭负极及它们的制备方法、超级铅酸电池 | |
| CN105870401A (zh) | 石墨烯作为导电剂用于锂离子电池负极浆料的方法 | |
| CN108075129A (zh) | 一种硅基负极材料用量子点油系涂层铜箔及其制备方法 | |
| CN116995200A (zh) | 一种多元素掺杂的多孔硅核壳型复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114649505B (zh) | 负极片及锂离子电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |