[发明专利]一种锂离子电池硅负极片及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：它是由涂覆有硅碳复合材料层的金属集流体在惰性气氛或空气气氛下，于200～800℃下热处理0.1～60min得到的。

2.权利要求1所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：按重量百分比计，所述的硅碳复合材料层含有85％～98.5％的硅类活性物质和碳类活性物质的混合物、1％～10％的粘结剂和0.5％～5％的分散剂。

3.权利要求2所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：所述碳类活性物质的粒度为0.03～50μm；所述硅类活性物质的粒度为0.01～10μm；所述碳类活性物质材料选自碳纳米管(CNTs)、碳纤维(VGCF)、KS-6、SFG-6、MCMB、石墨烯、科琴黑、Super P、乙炔黑、导电炭黑或硬碳中的一种或者几种的混合物；所述的硅类活性物质材料为晶体硅或者非晶硅。

4.权利要求2所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：所述的粘结剂选自PVDF、PTFE、PI、PAN、PAA、PMIA、海藻酸钠、PVA、CMC、酚醛树脂或环氧树脂中的一种或者两种以上的混合物。

5.权利要求2所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：所述的粘结剂是PAN或PAA。

6.权利要求1所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：所述的金属集流体是铜箔或泡沫铜。

7.权利要求1所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：所述的热处理是在惰性气氛或空气气氛下，于300～700℃下热处理0.5～30min。

8.权利要求1所述的锂离子电池用硅材料负极片，其特征在于：所述的热处理是在惰性气氛或空气气氛下，在700℃下热处理0.5min。

9.一种锂离子电池用硅材料负极片的制备方法，具体包括以下步骤：

(一)将硅碳复合材料粉体加入含分散剂的粘结剂溶液中制备成电极浆液，然后涂布在金属集流体表面上，经固化、烘干除水得到电极片；

(二)将步骤(一)得到的电极片在惰性气氛或空气气氛下，于200～800℃下热处理0.1～60min，得到锂离子电池用硅材料负极片。

10.权利要求9所述的制备方法，包括以下步骤：

(一)电极的制备：

1)分散：按质量百分比，将10～90％的硅类活性物质材料、10％～90％的碳类活性物质材料粉体均匀混合，得到负极混合材料粉体；

2)制备聚合物粘结剂基体溶液：溶剂中加入高分子聚合物制备粘结剂溶液，调节溶液的固含量与粘度，使溶液适合作为电极材料的粘结剂；再加入分散剂混合均匀，得到粘结剂基体溶液；

3)将步骤1)中所得粉体加入到步骤2)所得粘结剂基体溶液中，得到电极浆液，使粉体、粘结剂和分散剂在电极浆液中所占重量百分比分别达到85％～98.5％、1％～10％和0.5％～5％，混合均匀备用；

4)将步骤3)中得到的电极浆液用涂膜机直接涂布在铜箔上，于45～110℃的温度下固化后，置于60～120℃的真空中烘干处理8～24h，得到含硅材料的电极片；

(二)硅电极热处理：

将步骤4)得到的电极片平放于电炉中，于200～800℃下，以0.2～2m³/h的流量通入惰性气体或空气，热处理0.1～60min，得到锂离子电池用硅材料负极片。