[发明专利]一种电极浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电极浆料的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为新一代绿色可充电二次电池，具有电压高、能量密度大、自放电小、循环性能好的特点，在现代数字化时代占有举足轻重的地位。随着时代的发展，人们对高能量长循环锂电池要求越来越高。

锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜、电解液、集流体、极耳、外壳等部分所组成，其中主要影响电池容量和能量的部分在于电池的正负极材料，而正极材料大部分为过渡金属(Co、Ni、Mn、Fe)组成的金属晶体氧化物，由于受晶格结构的限制，正极材料的克容量受到较大的限制。目前商业化使用的锂离子电池主要采用石墨作为负极材料，但由于石墨的理论比容量量仅为372mAh/g，如此低的容量很难满足各种市场的需求。因此，需要研究一种新的具有更高比容量的负极活性材料来提高锂离子电池的性能，以满足市场的需求。

硅(Si)作为一种新型负极材料，由于在硅完全嵌锂态时可形成硅锂合金(Si+4.4e_-+4.4Li⁺→Li4.4Si)，其具有理论容量4200mAh/g和嵌锂电位低(小于0.5V))等优点，其克容量超过目前商品化石墨的十倍。并且，硅在地壳中的含量仅次于氧(O)，约占总质量的26.4％，因此硅在锂离子电池负极材料中具有非常大的应用前景。

然而，由于硅材料本身的物理化学特性，在用于锂离子电池负极材料时也存在一些问题：首先，硅材料的电子导电率低于石墨材料，而在正常状态下，硅表面又会存在着一层薄的二氧化硅材料；其次，硅在脱嵌锂过程中具有明显的体积效应，在满嵌锂状态下，硅的体积会膨胀300％，由于硅体积的明显变化会产生较大的机械应力，导致使用硅做负极活性材料的电池循环稳定性较差，这些问题严重限制了硅负极材料在锂离子电池中的应用。

目前锂离子电池生产过程中第一步是将多种原料进行混合，其中包括活 性材料，导电剂，粘结剂和增稠剂。粘结剂一般为长链高分子材料，在混合浆料过程中，由于高分子链端活性基团互相之间具有静电作用力，因而在原料混合过程中，较长的链端内部会团聚，较难与硅颗粒形成均匀的作用力。由于硅表面不均匀的粘结作用力，在其充放电过程中，体积膨胀会加剧颗粒与周围材料的接触性，而硅材料一旦失去与周围材料的良好接触性会导致其失去电子通道而失活，会进一步恶化硅负极材料的容量衰减。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种循环性能较好的电解浆料的制备方法。

本发明提供了一种电极浆料的制备方法，包括：

将活性材料、粘结剂的单体与聚合引发剂混合，进行聚合反应，得到锂离子电池负极材料。

优选的，所述活性材料选自硅材料、碳材料、锡基材料、金属合金材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂与镍酸锂中的一种或多种。

优选的，所述活性材料包括硅材料与碳材料；所述硅材料与碳材料的质量比为(30～100)：(70～0)。

优选的，还加入增稠剂。

优选的，所述增稠剂选自海藻酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸与聚丙烯酸钠中的一种或多种。

优选的，所述增稠剂与活性材料的质量比为(0.001～20)：(100～80)。

优选的，所述粘结剂的单体与活性材料的质量比为(1～80)：(99～20)。

优选的，所述聚合引发剂与粘结剂的单体的质量比为(0.00001～0.1)：1。

优选的，所述活性材料的平均粒径为5nm～50μm。

本发明还提供了一种锂离子电池，包括权利要求1～9任意一项所制备的电极浆料。

本发明提供了一种电极浆料的制备方法，包括：将活性材料、粘结剂的单体与聚合引发剂混合，进行聚合反应，得到锂离子电池负极材料。与现有技术相比，本发明将粘结剂的单体与活性材料混合，粘结剂的单体可以在活性材料表面形成均匀的离子氛，再通过原位聚合的方法使这些单体发生聚合 反应，形成长链分子的粘结剂并可以稳定牢固地与活性材料形成作用力，进而可改善电极中活性材料的结构稳定性，从而提高了电极的循环稳定性。

实验表明，采用本发明制备的电极浆料制备的锂离子电池首次不可逆容量为75％，电池循环性100周容量保持率为80％。

附图说明

图1为本发明实施例1的制备流程图；

图2为本发明实施例1的制备流程示意图；

图3为本发明实施例1的制备过程原理图；