一种锂离子电池的硅碳复合负极极片及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电池技术领域，特别是设及一种裡离子电池的娃碳复合负极极片及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，裡离子电池是当今国际公认的理想化学电源，具有电压高、能量密度大、循 环寿命长、自放电小、无记忆效应、工作溫度范围宽、无污染等众多优点，被广泛用于移动电 话、手提电脑、便携式电动工具、武器装备等。
[0003] 绿色能源技术和低碳经济的发展，商业化裡离子电池越来越受到全世界的重视。 近年来，电动车W及消费类电子产品的迅猛进步，对于具有更为长久续航能力的高能量密 度裡离子电池的需求十分迫切。
[0004] 其中，在负极材料方面，目前商业化的裡离子电池主要采用石墨类碳负极材料，其 导电性能优异，循环稳定性高，但其372mAh/g理论克容量已经不能满足对高能量密度裡离 子电池的广泛需求。因此，大量的技术研究已转向寻找新型高理论克容量负极体系。目前， 虽然娃的嵌裡理论克容量高达4200mAh/g，并且在地球上的储量十分丰富，具有重大的应用 前景。然而，娃基材料因其体积膨胀大、导电性能差和较差的循环性能限制了其实际应用。 具体表现在:娃材料的体积膨胀导致娃材料之间W及娃材料与导电剂之间的接触力降低， 造成电池的循环稳定性差，W及娃材料本身的导电性能差，导致电池阻抗的增加，降低了电 池的循环性能。
[0005] 近年来，广大的科研人员W及电池工作者围绕娃基材料开展了大量的研究。但是， 现有技术人员有关娃基材料的研究主要在抑制负极极片的膨胀方面，无法改善娃基材料的 导电性能，由娃基材料制备获得的电池仍然具有阻抗高、循环寿命较短的问题。
[0006] 因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可W有效改善娃基材料的导电性能，保证 由娃基材料制备的负极极片所应用的裡离子电池阻抗低、循环寿命长，大幅度提高裡离子 电池的整体性能。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种裡离子电池的娃碳复合负极极片及其制备方 法，该娃碳复合负极极片能够有效改善娃基材料的导电性能，保证负极极片所应用的裡离 子电池阻抗低、循环寿命长，大幅度提高裡离子电池的整体性能，可W满足电子产品长时间 的使用需求，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。 [000引为此，本发明提供了一种裡离子电池的娃碳复合负极极片，包括负极集流体，所示 负极集流体的表面涂覆有一层娃碳负极活性材料层；
[0009]所述娃碳负极活性材料层包含质量百分比为80%~99.5%的娃碳复合材料、0% ~15%的石墨締导电剂、0%~15%的碳纳米管导电剂、0%~15%的炭黑导电剂和0.2%~ 20%的粘结剂。
[0010] 其中，所述负极集流体为铜锥或者表面具有涂层的铜锥；
[0011] 所述铜锥表面具有的涂层为采用石墨、石墨締、碳纳米管、无定型碳、导电炭黑、乙 烘黑、导电炭黑Super P中的至少一种材料涂覆形成的涂层。
[0012] 其中，所述娃碳复合材料中包含的娃材料与碳材料的质量比为1: (0.1~100);
[0013] 所述娃材料为纳米娃、氧化娃、氧化亚娃或含娃合金;所述碳材料为硬碳、软碳、天 然石墨、人造石墨或中间相碳微球。
[0014] 其中，所述石墨締导电剂包含单层石墨締、多层石墨締和改性石墨締中的至少一 种；
[0015] 所述碳纳米管导电剂包含单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和改性碳纳米管中的至少 一种；
[0016] 所述炭黑导电剂包含石墨、无定型碳、乙烘黑和导电炭黑Super P中的至少一种；
[0017] 所述粘结剂包含簇甲基纤维素 CMC、下苯橡胶、聚偏氣乙締、聚四氣乙締、环氧树 月旨、聚乙締醇、聚酷亚胺和聚丙締酸中的至少一种。
[0018] 此外，本发明还提供了一种裡离子电池的娃碳复合负极极片的制备方法，包括W 下步骤：
[0019] 第一步，将簇甲基纤维素 CMC粉末加入到去离子水中，调配到胶液的固含量为 0.1 %~10 %，然后揽拌均匀，获得CMC胶；
[0020] 第二步，将石墨締、碳纳米管和炭黑导电剂加入到所述簇甲基纤维素 CMC胶中，然 后揽拌均匀得到导电胶；
[0021] 第=步，向所述导电胶中同时加入碳材料和娃材料，揽拌均匀后，加入去离子水调 整导电胶的固含量至35%~55%，然后再次揽拌均匀混合在一起，获得包含娃材料和碳材 料的导电胶；
[0022] 第四步，向所述包含娃材料和碳材料的导电胶中继续加入下苯橡胶，揽拌均匀获 得浆料；
[0023] 第五步，将获得所述浆料进行过滤；
[0024] 第六步，将所述经过过滤的浆料涂布在负极集流体表面，并同时通过放到烤箱里 的风机进行鼓风，实现加热烘干，最终获得娃碳复合负极极片。
[0025] 其中，在第一步中，所述簇甲基纤维素 CMC粉末和去离子水之间的质量比为1: (10 ~1000);
[0026] 在第二步中，所述石墨締、碳纳米管、炭黑导电剂和CMC胶之间的质量比为：（0~ 15):(0~15):(0~15):100;
[0027] 在第四步中，所述下苯橡胶与所述包含娃材料和碳材料的导电胶之间的质量比为 1:(10 ~1000)。
[0028] 其中，在第一步中，WlO化pm~80化pm的揽拌速度揽拌地~2地；
[0029] 在第二步中，W1500巧m~4000巧m的揽拌速度揽拌0.化~2.化；
[0030] 在第四步中，W10化pm~80化pm的揽拌速度揽拌IOmin~30min。
[0031] 其中，所述第=步具体为：向所述导电胶中同时加入碳材料和娃材料后，先用 100巧m~80化pm的揽拌速度揽拌15min~60min，然后用ISOOrpm~4000巧m的揽拌速度揽拌 化~化，加入去离子水调整导电胶的固含量至35%~55%，再用1500巧m~4000巧m的揽拌 速度揽拌O.化~I.化，获得包含娃材料和碳材料的导电胶。
[0032] 其中，在第=步中，所述导电胶、碳材料、娃材料和去离子水之间的质量比为(0.01 ~100):1:(0.1~100):(0.1~100);
[0033] 其中所述娃材料为纳米娃、氧化娃、氧化亚娃或含娃合金，所述碳材料为硬碳、软 碳、天然石墨、人造石墨或中间相碳微球。
[0034] 其中，所述第五步具体为:将获得所述浆料通过80~150目筛进行过滤。
[0035] 由W上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种裡离 子电池的娃碳复合负极极片及其制备方法，该娃碳复合负极极片能够有效改善娃基材料的 导电性能，保证负极极片所应用的裡离子电池阻抗低、循环寿命长，大幅度提高裡离子电池 的整体性能，可W满足电子产品长时间的使用需求，有利于提高电池生产厂家产品的市场 应用前景，具有重大的生产实践意义。
【附图说明】
[0036] 图1为运用本发明提供的裡离子电池的娃碳复合负极极片的制备方法，在实施例1 制成的娃碳复合负极极片的电镜图；
[0037] 图2为运用本发明提供的裡离子电池的娃碳复合负极极片的制备方法，在实施例 1、实施例2、实施例3、对比例1分别制成的娃碳复合负极片组装成裡