CN111584826A - 一种高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法，所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料70‑85份、增塑剂3‑11份、粘结剂3‑12份、导电剂1‑12份以及造孔剂3‑8份。本发明提供的高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法，生产出来的锂电池负极材料合格率较高，工艺生产周期短，量产对工艺的技术水平要求较低，可以大规模批量进行生产，同时生产出来的锂电池容量大。

Description

一种高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法
技术领域
本发明涉及一种高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法，属于锂电池技术领域。
背景技术
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
目前锂电池的负极材料生产工艺相对落后，生产质量下降，而且导致锂电池的容量不高，针对上述情况，在现有的提纯工艺的基础上进行技术创新。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法，以解决上述背景技术中提出的现有锂电池的负极材料生产工艺相对落后，生产质量下降，而且导致锂电池的容量不高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高容量锂离子电池硅负极材料，所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料70-85份、增塑剂3-11份、粘结剂3-12份、导电剂1-12份以及造孔剂3-8份。
优选的，所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料75-80份、增塑剂4-8份、粘结剂4-8份、导电剂3-8份以及造孔剂4-7份。
优选的，所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料80份、增塑剂5份、粘结剂5份、导电剂6份以及造孔剂4份。
优选的，所述硅材料采用纳米硅材质。
优选的，所述集流体为铜箔，厚度为7纳米。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸聚酯、苯多酸酯类中的任一种。
优选的，所述粘结剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的任一种。
优选的，所述导电剂为五族元素溶液，且五族元素为磷、砷。
优选的，所述造孔剂为异丙醇。
一种高容量锂离子电池硅负极材料的配制方法，包括以下步骤：
A、将硅材料在有机溶剂中分散，搅拌10-30min；
B、然后向混合溶液中依次加入粘结剂、增塑剂、导电剂和造孔剂进行充分的搅拌，得到包覆层浆料；
C、将包覆层浆料均匀的涂覆在集流体的表面，进行干燥与辊压，然后将辊压后的极片放到甲醇中萃取，干燥后得到高容量锂离子电池硅负极材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明提供的高容量锂离子电池硅负极材料以及配制方法，生产出来的锂电池负极材料合格率较高，工艺生产周期短，量产对工艺的技术水平要求较低，可以大规模批量进行生产，同时生产出来的锂电池容量大。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本实施例提供的一种高容量锂离子电池硅负极材料，锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，集流体，包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料70-85份、增塑剂3-11份、粘结剂3-12份、导电剂1-12份以及造孔剂3-8份。
硅材料采用纳米硅材质。
集流体为铜箔，厚度为7纳米。
增塑剂为邻苯二甲酸聚酯、苯多酸酯类中的任一种。
粘结剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的任一种。
导电剂为五族元素溶液，且五族元素为磷、砷。
造孔剂为异丙醇。
一种高容量锂离子电池硅负极材料的配制方法，包括以下步骤：
A、将硅材料在有机溶剂中分散，搅拌10-30min；
B、然后向混合溶液中依次加入粘结剂、增塑剂、导电剂和造孔剂进行充分的搅拌，得到包覆层浆料；
C、将包覆层浆料均匀的涂覆在集流体的表面，进行干燥与辊压，然后将辊压后的极片放到甲醇中萃取，干燥后得到高容量锂离子电池硅负极材料。
在本实施例中，一种高容量锂离子电池硅负极材料，锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料75-80份、增塑剂4-8份、粘结剂4-8份、导电剂3-8份以及造孔剂4-7份。
硅材料采用纳米硅材质。
集流体为铜箔，厚度为7纳米。
增塑剂为邻苯二甲酸聚酯、苯多酸酯类中的任一种。
粘结剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的任一种。
导电剂为五族元素溶液，且五族元素为磷、砷。
造孔剂为异丙醇。
一种高容量锂离子电池硅负极材料的配制方法，包括以下步骤：
A、将硅材料在有机溶剂中分散，搅拌10-30min；
B、然后向混合溶液中依次加入粘结剂、增塑剂、导电剂和造孔剂进行充分的搅拌，得到包覆层浆料；
C、将包覆层浆料均匀的涂覆在集流体的表面，进行干燥与辊压，然后将辊压后的极片放到甲醇中萃取，干燥后得到高容量锂离子电池硅负极材料。
在本实施例中，高容量锂离子电池硅负极材料,锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料80份、增塑剂5份、粘结剂5份、导电剂6份以及造孔剂4份。
硅材料采用纳米硅材质。
集流体为铜箔，厚度为7纳米。
增塑剂为邻苯二甲酸聚酯、苯多酸酯类中的任一种。
粘结剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的任一种。
导电剂为五族元素溶液，且五族元素为磷、砷。
造孔剂为异丙醇。
一种高容量锂离子电池硅负极材料的配制方法，包括以下步骤：
A、将硅材料在有机溶剂中分散，搅拌10-30min；
B、然后向混合溶液中依次加入粘结剂、增塑剂、导电剂和造孔剂进行充分的搅拌，得到包覆层浆料；
C、将包覆层浆料均匀的涂覆在集流体的表面，进行干燥与辊压，然后将辊压后的极片放到甲醇中萃取，干燥后得到高容量锂离子电池硅负极材料。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，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所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于,所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料70-85份、增塑剂3-11份、粘结剂3-12份、导电剂1-12份以及造孔剂3-8份。
2.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于，所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料75-80份、增塑剂4-8份、粘结剂4-8份、导电剂3-8份以及造孔剂4-7份。
3.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于，所述锂离子电池硅负极材料由集流体与包覆在集流体表面的包覆层组成，所述包覆层包括硅材料、增塑剂、粘结剂、导电剂以及造孔剂，且包覆层的各组分按照一下重量份组成：硅材料80份、增塑剂5份、粘结剂5份、导电剂6份以及造孔剂4份。
4.根据权利要求1-3所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于：所述硅材料采用纳米硅材质。
5.根据权利要求1-3所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于：所述集流体为铜箔，厚度为7纳米。
6.根据权利要求1-3所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸聚酯、苯多酸酯类中的任一种。
7.根据权利要求1-3所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于：所述粘结剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的任一种。
8.根据权利要求1-3所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于：所述导电剂为五族元素溶液，且五族元素为磷、砷。
9.根据权利要求1-3所述的一种高容量锂离子电池硅负极材料，其特征在于：所述造孔剂为异丙醇。
10.一种高容量锂离子电池硅负极材料的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将硅材料在有机溶剂中分散，搅拌10-30min；
B、然后向混合溶液中依次加入粘结剂、增塑剂、导电剂和造孔剂进行充分的搅拌，得到包覆层浆料；
C、将包覆层浆料均匀的涂覆在集流体的表面，进行干燥与辊压，然后将辊压后的极片放到甲醇中萃取，干燥后得到高容量锂离子电池硅负极材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112614966A (zh) * 2020-12-11 2021-04-06 联动天翼新能源有限公司 一种多孔硅负极板的制备方法、多孔硅负极板及锂电池
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