[发明专利]一种锂离子电池负极极片的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极极片的制备方法。

【背景技术】

锂离子电池由于具有比能量大、单体工作电压高、工作温度范围宽、循环寿命长、自放电小、对环境友好等优点，在便携式电器和电动车等领域有着广阔的应用前景。目前广泛使用石墨类锂离子电池负极材料，但存在首次效率偏低，倍率性能较差、电解液匹配难度大等方面的缺陷。在大倍率充放电时，由于石墨类负极材料不能快速的完成嵌锂/脱锂，导致容量下降，温升明显，从而带来一定的安全隐患。此外，为了提升倍率性能，一般会提高导电剂的含量，但同时导致电池容量的降低。

鉴于此，实有必要提供一种锂离子电池负极极片的制备方法以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明提出一种能够提高锂离子电池的导电性，同时兼顾克容量和倍率性能的锂离子电池负极极片的制备方法。

本发明提供的一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括以下步骤：

1)将碳素材料与硅基材料均匀混合得到复合材料，且所述复合材料中碳素材料的质量分数为90％-95％；

2)对所述复合材料依次进行化学除油、化学粗化、敏化处理及活化处理；

3)将所述复合材料浸入镀液中，在70-90℃的温度下进行化学镀1-2min；所述镀液包括浓度为20-80g/L的铜盐、10-150g/L的其它金属盐、100-300g/L的配位剂、3-20g/L的还原剂、0.1-5g/L的晶粒细化剂及1-10g/L的分散剂；

4)进行机械搅拌及超声处理，并将负极集流体浸入所述镀液中进行复合化学镀。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，所述碳素材料为碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球、石墨烯、石墨中的至少一种。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，所述硅基材料为纳米硅、纳米氧化硅、硅纳米线、硅纳米管、多孔硅材料中的至少一种。

在一个优选实施方式中，步骤2)中，将所述复合材料放入工业酒精、丙酮的其中一种或混合溶液中进行化学除油。

在一个优选实施方式中，步骤2)中，将化学除油后的所述复合材料进行洗涤，然后放入发烟硝酸、浓硫酸、硼酸的一种或其中几种混合溶液中进行化学粗化。

在一个优选实施方式中，步骤2)中，将化学粗化后的所述复合材料进行洗涤，然后放入SnCl₂的盐酸溶液中进行敏化处理。

在一个优选实施方式中，步骤2)中，将敏化处理后的所述复合材料进行洗涤，然后放入钯的卤化物或硝酸银溶液中进行活化处理。

在一个优选实施方式中，步骤3)中，所述铜盐为硫酸铜、氯化铜、醋酸铜的其中一种；所述其它金属盐为镍、锡、银、锌、金的硫酸盐、氯化物或铵盐，或者碱金属盐的其中一种或几种；所述配位剂为羧酸、多胺、磺酸、含氮硅烷的其中一种或几种；所述还原剂为次磷酸盐、碱金属硼氢化物、可溶性硼烷化合物的其中一种或几种；所述晶粒细化剂为铅盐、锡盐、锌盐、含硫化合物的其中一种或几种；所述分散剂为醇、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯的其中一种或几种。

在一个优选实施方式中，步骤4)中，机械搅拌强度为400-2000r/min，超声波频率为20-130KHz。

在一个优选实施方式中，步骤4)中，所述负极集流体为铜箔，且硅碳微粒在铜箔表面的沉积镀层中的体积分数为30％-40％。

本发明提供的锂离子电池负极极片的制备方法，对硅碳复合材料进行化学镀后使再通过化学复合镀使其沉积在集流体铜箔表面，不需要使用粘结剂，进一步改善负极电极材料的首次效率低、不可逆容量大、倍率性能差等问题，进一步提高锂电池的容量和倍率性能。该方法还具有工艺简单，负极极片厚度可控的优势。

【附图说明】

图1为本发明提供的锂离子电池负极极片的制备方法的流程示意图。

图2为图1所示的锂离子电池负极极片的制备方法在一具体实施方式中制得的锂电池负极极片的SEM图。

图3为图2所示的锂离子电池负极极片与对照极片在不同倍率下的充放电电压-容量曲线对比。

图4为图2所示的锂离子电池负极极片与对照极片的充放电循环曲线对比。

【具体实施方式】

请参考图1，本发明提供一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括以下步骤：