[发明专利]一种硅碳负极的合浆方法

说明书

本发明公开了一种硅碳负极的合浆方法，包括以下步骤：将粘结剂溶于水中，搅拌均匀制成胶液A；向所述胶液A中加入液体导电剂，搅拌均匀制成胶液B；向所述胶液B中加入负极活性物质、固体导电剂和溶剂，继续搅拌后，调粘完成合浆，得到硅碳负极浆料。本发明中将粘结剂和液体导电剂混合，分散均匀后再与其他负极原料继续混合，避免了干法合浆过程中对合浆缸的损伤以及爬杆现象，也解决了一般湿法合浆中固含量较低的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种硅碳负极的合浆方法。

背景技术

随着人们对于能量密度要求的提升，锂离子电池的正负极活性材料不断更新，使得对正负极合浆都有着新的要求。

硅拥有较高的理论比容量高达3572mAh/g的能量密度，但是在充放电过程中，存在着较大的体积膨胀（约300%）。SiO以其较小的体积膨胀率(150%)和较高的理论比容量1200mAh/g而备受新的关注。在使用的过程中为了使负极获得较好的循环稳定性、离子和电子导电性，所以负极常以SiOx/C复合体系使用。

传统的干法合浆工艺步骤比较复杂，前期干混过程会对合浆缸产生一定的磨损，且合浆过程中由于粉料的粘度比较大，容易导致爬杆效应，最重要的是干法合浆的固含量偏低，在粉料润湿过程中对合浆工艺参数有一定的要求。而传统的湿法合浆工艺，普遍存在浆料固含量较低的问题，这些都对硅碳负极的工业化生产带来很多不便。

发明内容

基于此，本发明提供了一种硅碳负极的合浆方法，对湿法合浆工艺进行改进和优化，先将粘结剂和液体导电剂混合，分散均匀后再与其他负极原料继续混合，避免了干法合浆过程中对合浆缸的损伤以及爬杆现象，也解决了一般湿法合浆中固含量较低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种硅碳负极的合浆方法，包括以下步骤：

S1、将粘结剂溶于水中，搅拌均匀制成胶液A；

S2、向所述胶液A中加入液体导电剂，搅拌均匀制成胶液B，其中，所述液体导电剂为CNT分散在水中形成的溶液；

S3、向所述胶液B中加入负极活性物质、固体导电剂和溶剂，继续搅拌后，调粘完成合浆，得到硅碳负极浆料。

进一步的，所述粘结剂为聚丙烯类粘结剂，所述聚丙烯酸类粘结剂是由两种小分子聚丙烯酸单元聚合，并用SBR聚合物支链进行修饰形成的。

进一步的，步骤S1中，形成所述胶液A的搅拌为低速搅拌，所述低速搅拌的参数为自转10~100rpm，公转10~100rpm，搅拌时间为0.5~3h，其中，所述胶液A的固含量为5%~10%。

进一步的，步骤S2中，所述液体导电剂的固含量在0.2%~0.8%。

进一步的，步骤S2中，形成所述胶液B的搅拌为高速搅拌，所述高速搅拌的参数为自转400~2400rpm，公转400~2400rpm，搅拌时间为3~5h。

进一步的，步骤S3中，所述负极活性物质为SiOx/C，所述固体导电剂为SP和KS-6，所述溶剂为水。

优选的，在所述硅碳负极浆料中，各组分的质量比为聚丙烯酸类粘结剂：液体导电剂：SP：KS-6：SiOx/C=(5~7):(0.1~0.3):(1.5~2.0):(1~1.5):(89.2~92.4)。

进一步的，步骤S3中，所述SiOx/C的克容量不低于500mAh/g。

进一步的，步骤S3中，所述搅拌为先低速搅拌再高速搅拌，所述低速搅拌的参数为自转10~100rpm，公转10~100rpm，搅拌时间为0.1~1h，所述高速搅拌的参数为自转400~2400rpm ，公转400~2400rpm，搅拌时间为3~5h。