一種鋰離子電池矽負極的製作方法

2023-07-16 10:12:11 1

本發明涉及一種鋰離子電池矽負極。

背景技術：

鋰離子電池應用領域廣，包括手機、筆記本電腦等電子終端設備，甚至是走向了電動汽車和儲能技術領域；鋰離子電池從結構上分為正極、負極、隔膜、電解液和外殼。其中，負極材料一般包括負極活性物質、導電劑和粘結劑。

傳統的負極活性物質一般為石墨，但是其製成的鋰離子電池容量有限，限制了鋰離子電池的發展；與傳統石墨負極相比，矽具有超高的理論比容量（4200 mAh/g）和較低的脫鋰電位（<0.5 V），且矽的電壓平臺略高於石墨，在充電時難引起表面析鋰，安全性能更好。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種鋰離子電池的負極，提升鋰離子電池對能量密度、功率密度、安全等性能。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種鋰離子電池矽負極，由一導電劑以及負極材料複合而成，負極材料包括負極活性物質和粘結材料，負極活性物質包括石墨和二氧化矽，質量比為67%：33%，粘結材料為有機溶劑型粘結劑。導電劑為矽納米管球狀結構，包括多個均勻分布的矽納米管。

更具體地，有機溶劑型粘結劑由33%聚偏二氟乙烯、50%聚四氟乙烯、17%丙烯組成，負極材料附著在矽納米管表面上。

採用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯和丙烯混合物組成的有機溶劑型粘結劑替代傳統的聚偏氟乙烯作為粘結劑有利於提升粘結劑的柔軟性和化學穩定性，並充分發揮良好的充放電循環特性，有利於提高電池的整體導電、充放電性能。採用矽納米管球狀結構作為導電劑，石墨和二氧化矽作為負極活性材料，可以提高材料的電子電導，減小矽材料的極化，提高矽材料的倍率性能，並且在一定程度上抑制材料的體積效應，同時還能減小鋰離子的擴散距離，提高電化學反應速率。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

本發明具體實施的技術方案是：

一種鋰離子電池矽負極，由一導電劑以及負極材料複合而成，負極材料包括負極活性物質和粘結材料，負極活性物質包括石墨和二氧化矽，粘結材料為有機溶劑型粘結劑，有機溶劑型粘結劑由33%聚偏二氟乙烯、50%聚四氟乙烯、17%丙烯組成；導電劑為矽納米管球狀結構，包括多個均勻分布的矽納米管，所述負極材料附著在矽納米管表面上。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。