CN116137326A - 一种硅基负极电极组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及硅负极领域，更具体地说，它涉及一种硅基负极电极组合物及其制备方法。所述硅基负极电极组合物包括导电剂，分散剂，硅碳复合材料，粘结剂，所述导电剂为一种碳基导电剂或包括至少两种碳基导电剂，其中，所述一种碳基导电剂为寡壁或至少两种碳基导电剂中一种碳基导电剂为寡壁碳纳米管，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于4层的碳纳米管，采用寡壁碳纳米管作为导电剂应用在锂电池上，由于其具有较高的长径比，相比多壁碳纳米管而言，电池性能大大提高，具有优异的循环性和较长的电池寿命，同时能可以减少导电剂的用量，降低成本。

Description

一种硅基负极电极组合物及其制备方法
技术领域
本申请涉及硅负极领域，更具体地说，它涉及一种硅基负极电极组合物及其制备方法。
背景技术
碳纳米管(CNT)因其小尺寸、圆柱状石墨结构和高纵横比的性质，具有较高的抗拉强度、模量、稳定性、导热性和导电性，应用广泛，包括制备具有传导性、电磁性能、微波吸收性能、高强度的复合材料，还应用至传感器、场发射显示器、能量储存和能量转换装置、辐射源和纳米尺寸的半导体装置、探针和互连(interconnect)等领域，以及广泛应用在新能源行业如锂电池中。
目前商业化的锂离子电池普遍以石墨碳材料为负极，而石墨负极的理论嵌锂容量仅372mAh/g,限制了锂离子电池的能量密度。由于硅粉质材料的理论嵌锂容量有4200mAh/g,氧化亚硅理论容量有2000mAh/g，因而市面上有采用硅粉质材料和氧化亚硅作为新一代锂离子电池负极材料。而制备锂离子电池负极材料过程中，由于锂离子的嵌入与脱出会使硅粉质材料与氧化亚硅体积发生剧烈的膨胀，极易造成锂离子电池的负极失效，容量衰减，循环使用寿命变短。
对此，在锂电池的制备过程中，碳纳米管通常制备成导电浆料添加到硅负极浆料中，如有相关技术组合使用大直径碳纳米管和小直径碳纳米管，并与其他碳材料(如石墨烯和炭黑)组成导电剂，利用小直径碳纳米管较大的纤维强度以及大直径碳纳米管较小的表面积与体积之比，提升电池性能。但发明人亦发现该大直径碳纳米管和小直径碳纳米管的长径比仍较小，使得容量保持率等电池性能仍较低。
发明内容
为了解决目前含硅材料的电池负极容量衰减，循环使用寿命的问题，本申请提供一种硅基负极电极组合物及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种硅基负极电极组合物。
一种硅基负极电极组合物，其包括导电剂，分散剂，硅碳复合材料，粘结剂，所述导电剂包括一种碳基导电剂，其中，所述碳基导电剂为寡壁碳纳米管，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于4层的碳纳米管。
或者，
一种硅基负极电极组合物，其包括导电剂，分散剂，硅碳复合材料，粘结剂，所述导电剂为至少两种碳基导电剂，其中，所述至少两种碳基导电剂中一种碳基导电剂为寡壁碳纳米管，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于4层的碳纳米管。
在其中一实施例中，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于3层的碳纳米管。
在其中一实施例中，所述至少两种碳基导电剂中另一种碳基导电剂为多壁碳纳米管、石墨烯、炭黑和氧化石墨烯中的至少一种。
优选的，所述寡壁碳纳米管是单壁碳纳米管和双壁碳纳米管以重量比为1：(0.2-5)混合组成。
现有技术中，单壁碳纳米管(SWCNT)由卷积而成圆柱状管的单层石墨或石墨烯片构成；双壁碳纳米管(DWCNT)由包含以0.34纳米的层间距沿纤维轴排列的同轴双层纳米管；多壁碳纳米管(MWCNT)包含以0.34纳米的层间距沿纤维轴排列的同轴单层纳米管组。
而目前应用碳纳米管制备锂电池导电剂中，常用多壁碳纳米管与碳成分混合，如公告号为CN1770515B的专利文件《一种锂离子二次电池正极、负极材料导电剂及其制备方法》，采用多壁碳纳米管和乙炔黑的复合物为锂离子二次电池正极、负极材料导电剂；又如公告号为CN105280904B的专利文件《电池用电极组合物》，采用大直径多壁碳纳米管、小直径多壁碳纳米管、石墨烯和炭黑的复合物作为导电性添加物。但申请人亦发现由于多壁碳纳米管的长径比较小，使采用含多壁碳纳米管的导电剂制得的电池循环稳定性较差。
因此，本申请通过采用寡壁碳纳米管作为导电浆料中导电剂成分，能具有较高的长径比，拉曼的G/D值在30-50，缺陷少，且能提高导电浆料的导电性，进而提高电池的容量和循环稳定性。
寡壁碳纳米管作为导电剂的成分，可与其他碳基导电剂复配使用，可进一步提高电池的容量和循环稳定性，拓宽了导电浆料的应用范围。
在其中一实施例中，按照质量比，所述导电剂含量为0.05-5％，分散剂含量为1-3％，硅碳复合材料含量为86-96％，粘结剂含量为2-5％。
在其中一实施例中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、硅烷偶联剂、聚丙烯酸、羧甲基纤维素盐、乙基纤维素、羟丙基纤维素、壳聚糖、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和乙基纤维素中一种或多种组合。
在其中一实施例中，所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸和羧甲基纤维素钠中一种或多种组合。
采用的上述分散剂，能提高寡壁碳纳米管在水中的分散性，进而提高碳纳米管成分在后续制备电极导电浆料过程中的分散性。
更为优选的，分散剂优选采用羧甲基纤维素钠(CMC)，其水溶液粘稠，稳定性好，但难以涂布，而粘结剂优选采用丁苯橡胶(SBR)，粘结力强，但粘度较小，不易分散，两者混合使用能相互弥补缺陷，使得负极浆料具有良好的延展性能。
在其中一实施例中，所述硅碳复合材料为硅材料与石墨以重量比为1:(0.2-20)混合组成。
在其中一实施例中，所述硅材料为硅粉或SiOx，其中x＝0.8-1.5。
本申请控制硅材料和石墨的混合比，使得两者复合作为硅负极浆料的负极活性材料，能提高负极材料的导电性；同时，寡壁碳纳米管具有较大的长径比，能增加硅材料的导电性和力学性能，缓解硅材料体积膨胀带来的不利影响，使制得的电池循环稳定性好。其中采用的硅粉可采用微米级或纳米级，优选的，采用粒径为1-500μm的微米级硅粉，更为优选的，采用粒径为1-200μm的微米级硅粉。
第二方面，本申请提供了一种制备硅基负极电极组合物的方法。技术方案如下：
导电浆料制备:按照重量百分比，将分散剂溶于水中，分散均匀，制得第一分散剂溶液；按照重量百分比，将导电剂加入水中，分散均匀，并在分散过程中加入第一分散剂溶液，直至分散均匀，制得导电浆料；
硅负极浆料制备：将分散剂加入水中，分散均匀，制得质量浓度为1-5％的第二分散剂溶液；将粘结剂加入至水中，分散均匀，制得质量浓度为30-50％的粘结剂溶液；将导电浆料和硅碳复合材料依次加入至第二分散剂溶液中，分散均匀；再加入粘结剂溶液，分散均匀，制得硅负极浆料；
硅负极电极制备：将所述硅负极浆料涂覆于薄膜上，烘干后得到硅基负极电极组合物。
在其中一实施例中，所述导电浆料中分散剂为0.1-3％，导电剂为0.2-10％，溶剂为87-99.7％。
通过将分散剂溶于水中制得第一分散剂溶液，再在导电剂分散至水的搅拌过程中加入第一分散剂溶液，能提高寡壁碳纳米管的分散性；其中，在制备第一分散剂溶液和后续分散导电剂的过程中，其分散均匀的方式为机械搅拌分散、超声分散、砂磨分散、胶体磨分散、高压微射流和高压均质分散中的一种或几种的组合，不同分散过程可采用相同的分散方式或是不同的分散方式。
在其中一实施例中，所述步骤硅负极电极制备中涂膜控制面密度为5-10mg/cm2。
控制涂膜的面密度，使得本申请所述的硅负极电极更好的满足实际应用中电池对负极的要求。
在其中一实施例中，所述导电浆料和硅碳复合材料加入至第二分散剂溶液后，先在2000-3000rpm转速下搅拌至体系粘度为3000-6000mpa·s，后降速至300-700rpm继续搅拌并加入粘结剂溶液。
在其中一实施例中，加入粘结剂溶液后，先在1200-2000rpm转速下搅拌至体系粘度为3000-7000mpa·s，然后降速至100-500rpm继续搅拌8-12min。
在加入导电浆料和硅碳复合材料后，采用高速搅拌的分散方式，能提高导电浆料和硅碳复合材料在体系中的分散均匀性，在分散至特定粘度时，再降低转速并加入粘结剂溶液，使得粘结剂溶液在低速搅拌下均匀分散于体系中。在加入粘结剂溶液后，采用先高速后低速的搅拌方式，高速搅拌过程中促进物料的分散性，搅拌至特定粘度后低速搅拌，以将体系中的气泡缓慢搅拌排出，起消泡作用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、采用寡壁碳纳米管作为导电浆料中碳纳米管成分，成本较低，且寡壁碳纳米管具有较高的长径比，能提高导电浆料的导电性，进而提高电池的容量和循环稳定性。
2、本申请先将导电浆料与硅碳复合材料加入至分散剂水溶液中，先采用高速搅拌的方式，能提高体系中的物料分散性，再而降低转速以加入粘结剂，再在高速搅拌下分散均匀，再降低转速，以缓慢搅拌除去体系中的气泡，避免硅负极浆料中气泡影响制备的负极电极性能，使制得的负极电极稳定性高。
3、本申请采用寡壁碳纳米管导电浆料与硅碳复合材料混合制备硅负极电极，能缓解硅材料体积膨胀带来的不利影响，增加硅材料的导电性和力学性能，进而改善电池的循环稳定性，延长电池使用寿命本申请所述的硅基负极电极可解决电池容量和循环寿命的矛盾。
4、采用寡壁碳纳米管作为导电剂，可以用相比于多壁碳纳米管较低的量就可以达到较好的导电效果，大大节约了成本和资源。
附图说明
图1是本申请采用应用例1-3、应用对比例1、应用对比例3制得的硅负极电极作为扣式半电池的容量保持率曲线图；
图2是本申请采用应用例4-7、应用对比例2制得的硅负极电极作为扣式半电池的容量保持率曲线图；
图3是本申请采用应用例1-3、应用对比例1、3制得的硅负极电极作为全电池负极的电池容量保持率曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
下列制备例和实施例中，原料的来源如下表1：
表1原料的来源
Figure BDA0003357101830000071
Figure BDA0003357101830000081
寡壁碳纳米管的导电浆料的制备例
制备例1
一种寡壁碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将0.6g羧甲基纤维素钠(分子量为1-10w)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将0.4g寡壁碳纳米管FT2000加入至80.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得固含量为1％LB212-CMC1寡壁碳纳米管导电浆料。
制备例2
一种寡壁碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将0.6g羧甲基纤维素钠(分子量为10-100w)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将0.4g寡壁碳纳米管FT2000加入至80.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得1％固含量为LB212-CMC2寡壁碳纳米管导电浆料。
制备例3
一种寡壁碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将0.6g羧甲基纤维素钠(分子量为100-200w)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将0.4g寡壁碳纳米管FT2000加入至80.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得1％固含量为LB212-CMC3寡壁碳纳米管导电浆料。
制备例4
一种复合碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将1g羧甲基纤维素钠(10-100W)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将寡壁碳纳米管FT2000和多壁碳纳米管FT6100以碳管含量1：24的比例混合，在2500r/min搅拌10min，制得复合碳纳米管导电剂，再称取4g复合碳纳米管导电剂加入至76.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得固含量为5％的复合碳纳米管导电浆料，为了区分后续实施例的区别，进一步定义0.16％LB212/3.84％LB216(碳管含量配比为1/24)复合碳纳米管导电浆料。
制备例5
一种复合碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将1g羧甲基纤维素钠(10-100W)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将寡壁碳纳米管FT2000和多壁碳纳米管FT6100以碳管含量1：49的比例混合，在2500r/min搅拌10min，制得复合碳纳米管导电剂，再称取4g复合碳纳米管导电剂加入至76.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得固含量为5％的复合碳纳米管导电浆料，为了区分后续实施例的区别，进一步定义0.08％LB212/3.92％LB216(碳管含量配比为1/49)复合碳纳米管导电浆料。
制备例6
一种复合碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将1g羧甲基纤维素钠(10-100W)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将寡壁碳纳米管FT2000和多壁碳纳米管FT6100以碳管含量1.5：49的比例混合，在2500r/min搅拌10min，制得复合碳纳米管导电剂，再称取4g复合碳纳米管导电剂加入至76.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得固含量为5％的复合碳纳米管导电浆料，为了区分后续实施例的区别，进一步定义为0.119％LB212/3.881％LB216(碳管含量配比为1.5/49)复合碳纳米管导电浆料。
制备例7
一种复合碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将1g羧甲基纤维素钠(10-100W)加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将寡壁碳纳米管FT2000和多壁碳纳米管FT6100以碳管含量1：73的比例混合，在2500r/min搅拌10min，制得复合碳纳米管导电剂，再称取4g复合碳纳米管导电剂加入至76.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得固含量为5％的复合碳纳米管导电浆料，为了区分后续实施例的区别，进一步定义为0.054％LB212/3.946％LB216(碳管含量配比为1/73)复合碳纳米管导电浆料。
制备对比例1
一种多壁碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将1g聚乙烯吡咯烷酮加入至10g水中，在转速为1200rpm的条件下搅拌分散，制得质量浓度为10％的第一分散剂溶液；同时，将3.5g多壁碳纳米管FT6100加入至85.5g水中，在4000r/min的速度下高速分散10min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，高速分散2h至溶液分散均匀，制得4.5％LB216多壁碳纳米管导电浆料。
制备对比例2
一种单壁碳纳米管的导电浆料，通过如下步骤制得：
将0.6g羧甲基纤维素钠加入至18.8g水中，在转速为1200rpm的条件下机械搅拌分散，制得质量浓度为3％的第一分散剂溶液；同时，将0.4g单壁碳纳米管FT2000-OC加入至80.2g水中，在超声频率为12000Hz的条件下超声分散30min，然后边超声分散边加入第一分散剂溶液，超声分散均匀，制得固含量为1％的LB212-OC单壁碳纳米管导电浆料。
表2制备例1-7及对比制备例1-2中物料及其用量表
Figure BDA0003357101830000121
实施例
实施例1
一种硅负极浆料，通过如下步骤制得：
将3g羧甲基纤维素钠(CMC)加入至97g的水中，分散均匀，制得质量浓度为3％的CMC溶液(第二分散剂溶液)。
同时，将4g丁苯橡胶(SBR)加入至6g的水中，分散均匀，制得质量浓度为40％的SBR溶液。
将100g硅碳复合材料(贝特瑞S460)和25g制备例1制得的寡壁碳纳米管导电浆料加入至70g质量浓度为3％的CMC溶液中，在2500rpm的转速下搅拌分散，分散至体系粘度为6000mpa·s，然后将转速调为500rpm，继续搅拌，并边搅拌边滴加6g质量浓度为40％的SBR溶液，调整浆料粘度为3000mpa·s,在1600pm转速下搅拌分散，分散至体系粘度为4000mpa·s后，调节转速为300rpm缓慢搅拌以除去浆料中气泡，制得寡壁碳纳米管含量为0.05％的S460-0.05％LB212-CMC1硅负极浆料。
实施例2-3
实施例2-3与上述实施例1的区别在于：导电浆料的来源不同，具体参见下表2，硅碳复合材料同样采用贝特瑞S460型。
实施例4-5
实施例4-5与上述实施例1的区别在于：导电浆料的来源不同，其中复合碳纳米管占硅负极浆料的含量为0.5％。具体参见下表2；且100g的硅碳复合材料采用含90％常规人造石墨、10％日立公司的氧化硅，该氧化硅SiOx的x为0.8-1.5。
实施例6
实施例6与上述实施例4-5的区别在于：导电浆料的来源为加入25.26g制备例6中的复合导电浆料，其中复合碳纳米管占硅负极浆料的含量为0.502％。具体参见下表2；且100g的硅碳复合材料采用含90％常规人造石墨、10％日立公司的氧化硅，该氧化硅SiOx的x为0.8-1.5。
实施例7
实施例7与上述实施例6的区别在于：导电浆料的来源为加入37.04g制备例7中的复合导电浆料，其中复合碳纳米管占硅负极浆料的含量为0.695％。具体参见下表2；且100g的硅碳复合材料采用含90％常规人造石墨、10％日立公司的氧化硅，该氧化硅SiOx的x为0.8-1.5。
实施对比例
实施对比例1
本实施对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例采用制备对比例1制得的导电浆料，加入44g制备对比例1制得的导电浆料,硅碳复合材料同样采用贝特瑞S460型，制得多壁碳纳米管为0.7％的S460-0.7％LB216硅负极浆料。
实施对比例2
本实施对比例与上述实施对比例1的区别在于：100g硅碳复合材料采用含90％常规人造石墨、10％日立公司的氧化硅，该氧化硅SiOx的x为0.8-1.5，制得多壁碳纳米管为0.7％的JP SiOx-0.7％LB216硅负极浆料。
实施对比例3
本实施对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例采用制备对比例2制得的导电浆料，硅碳复合材料同样采用贝特瑞S460型，制得单壁碳纳米管为0.05％的S460-0.05％LB212-OC硅负极浆料。
表3实施例1-7及实施对比例1-3的物料及其用量表
Figure BDA0003357101830000151
/>
Figure BDA0003357101830000161
/>
Figure BDA0003357101830000171
应用例
将上述实施例1-7以及实施对比例1-3制得的硅负极浆料分别涂膜于铜箔集流体上，控制涂膜的面密度为7mg/cm2,在100℃烘箱中烘干2h至负极片干燥，然后冲压取出直径13cm的负极片进行压实，压实密度为15mg/cm3，制得硅基负极电极，并测试负极电极性能。
性能检测试验
(一)扣式半电池测试
对上述应用例1-3制得的硅负极电极作为扣式半电池进行首效、克容量、容量保持率等电池性能测试，测试结果参见下表3以及附图1。
对上述应用例4-7制得的硅负极电极作为扣式半电池进行首效、克容量、容量保持率等电池性能测试，测试结果参见下表3以及附图2。
表4应用例1-7以及对比应用例1-3的电池性能测试数据表
Figure BDA0003357101830000172
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Figure BDA0003357101830000181
由表4可知，结合应用例1-3可知，不同分子量的CMC对电池性能也有一定的影响，分子量在10-100W的CMC效果最好。
结合应用例1-3和应用对比例1对比可得，寡壁碳纳米管作为导电剂应用在扣式半电池中时，其循环性能较多壁碳纳米管作为导电剂应用在扣式半电池而言，性能可大大提高，在150th后，应用例1-3容量保持率基本在100％，而应用对比例1采用多壁碳纳米管作为导电剂的扣式半电池的容量保持率已降低至85.5％。其次，应用例1-3中，仅加入0.1g的寡壁碳纳米管即比应用对比例1加入1.575g的多壁碳纳米管的导电效果更好，节约了资源。显然，采用寡壁碳纳米管应用在电池上不仅提高电池的循环性能，还可以节约碳纳米管的用量，节省成本。
结合应用例4-7与应用对比例2相比，当采用复合导电剂即寡壁和多壁导电剂结合的时候，相较于仅采用多壁碳纳米管作为导电剂的扣式半电池的循环寿命更好，且复合导电剂的添加量相较于多壁碳纳米管的添加量也更少。在实际应用中，可采用复合导电剂，首先相较于纯寡壁碳纳米管作为导电剂成本更低，相较于采用纯多壁碳纳米管作为导电剂导电性能更好，二者结合可取得较大利益。进一步需要说明的是，结合应用例5和6，当加入相同量的多壁碳纳米管时，应用例6中的寡壁碳纳米管加入量为5的1.5倍，半电池的循环性能会有所提升，在循环150圈后，应用例6中的容量保持率(％)为80.53％；结合应用例5和7而言，加入相同量的寡壁碳纳米管时，应用例7中多壁碳纳米管加入量为5的1.5倍，半电池的循环性能也会有所提升，在循环150圈后，应用例7中的容量保持率(％)为78.98％；显然加入少量的寡壁碳纳米管比加入更多量的多壁碳纳米管对电池的循环性能提升的效果更加显著。此外，结合应用例1-3和应用对比例3而言，采用寡壁碳纳米管作为导电剂的全电池的性能与于采用纯单壁碳纳米管作为导电剂的全电池的性能相差不大，进而说明锂离子电池采用本申请所述的寡壁碳纳米管即可达到采用单壁碳纳米管的水平，且制备寡壁碳纳米管的成本更低、制备更加简单。
(二)全电池测试
将上述应用例1-3和应用对比例3制得的硅负极电极作为负极，SP-NCM811作为正极，N/P比为1.05-1.1，制备成全电池，并测定首效、克容量、容量保持率等电池性能测试，测试结果参见下表4以及附图3。
表5利用应用例1-3和应用对比例1、3的负极制得的全电池性能测试数据表
Figure BDA0003357101830000201
由上表5以及附图1-3可知，在硅碳体系下，采用寡壁碳纳米管作为导电剂的全电池在循环350th后容量保持率皆高于采用多壁碳纳米管作为导电剂的全电池的容量保持率。进一步说明，寡壁碳纳米管在电池中的应用更加具有优势。此外，结合应用例1-3和应用对比例3而言，采用寡壁碳纳米管作为导电剂的全电池的性能与于采用纯单壁碳纳米管作为导电剂的全电池的性能相差不大，进而说明锂离子电池采用本申请所述的寡壁碳纳米管即可达到采用单壁碳纳米管的水平，且制备寡壁碳纳米管的成本更低、制备更加简单，因此本申请所述寡壁碳纳米管相对于单壁碳纳米管而言更具有价格优势，相对于多壁碳纳米管而言具有更好的导电性能优势。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (14)

1.一种硅基负极电极组合物，其特征在于：其包括导电剂，分散剂，硅碳复合材料，粘结剂，所述导电剂包括一种碳基导电剂，其中，所述碳基导电剂为寡壁碳纳米管，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于4层的碳纳米管。
2.一种硅基负极电极组合物，其特征在于：其包括导电剂，分散剂，硅碳复合材料，粘结剂，所述导电剂为至少两种碳基导电剂，其中，所述至少两种碳基导电剂中一种碳基导电剂为寡壁碳纳米管，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于4层的碳纳米管。
3.根据权利要求1或2所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，所述寡壁碳纳米管为碳纳米管层数小于3层的碳纳米管。
4.根据权利要求3所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，所述至少两种碳基导电剂中另一种碳基导电剂为多壁碳纳米管、石墨烯、炭黑和氧化石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，按照质量比，所述导电剂含量为0.05-5％，分散剂含量为1-3％，硅碳复合材料含量为86-96％，粘结剂含量为2-5％。
6.根据权利要求5所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、硅烷偶联剂、聚丙烯酸、羧甲基纤维素盐、乙基纤维素、羟丙基纤维素、壳聚糖、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和乙基纤维素中一种或多种组合。
7.根据权利要求5所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸和羧甲基纤维素钠中一种或多种组合。
8.根据权利要求1或2所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，所述硅碳复合材料为硅材料与石墨以重量比为1:(0.2-20)混合组成。
9.根据权利要求8所述的一种硅基负极电极组合物，其特征在于，所述硅材料为硅粉或SiOx，其中x＝0.8-1.5。
10.一种制备权利要求1或2所述硅基负极电极组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
导电浆料制备:按照重量百分比，将分散剂溶于水中，分散均匀，制得第一分散剂溶液；按照重量百分比，将导电剂加入水中，分散均匀，并在分散过程中加入第一分散剂溶液，制得导电浆料；
硅负极浆料制备：将分散剂加入水中，分散均匀，制得质量浓度为1-5％的第二分散剂溶液；将粘结剂加入至水中，分散均匀，制得质量浓度为30-50％的粘结剂溶液；将导电浆料和硅碳复合材料依次加入至第二分散剂溶液中，分散均匀；再加入粘结剂溶液，分散均匀，制得硅负极浆料；
硅负极电极制备：将所述硅负极浆料涂覆于薄膜上，烘干后得到硅基负极电极组合物。
11.根据权利要求10所述的一种硅基负极电极组合物的制备方法，其特征在于：所述导电浆料中分散剂为0.1-3％，导电剂为0.2-10％，溶剂为87-99.7％。
12.根据权利要求10所述的一种硅基负极电极组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤硅负极电极制备中涂膜控制面密度为5-10mg/cm2。
13.根据权利要求10所述的一种硅基负极电极组合物的制备方法，其特征在于：所述导电浆料和硅碳复合材料加入至第二分散剂溶液后，先在2000-3000rpm转速下搅拌至体系粘度为3000-6000mpa·s，后降速至300-700rpm继续搅拌并加入粘结剂溶液。
14.根据权利要求10或13任一项所述的一种硅基负极电极组合物的制备方法，其特征在于：加入粘结剂溶液后，先在1200-2000rpm转速下搅拌至体系粘度为3000-7000mpa·s，然后降速至100-500rpm继续搅拌。
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