[发明专利]一种硅碳复合电极浆料及其电极的制备方法

说明书

本发明提供了一种硅碳复合电极浆料及其电极的制备方法，硅碳复合电极浆料中包括由硅碳复合材料构成的第一活性物质以及由人造石墨构成第二活性物质，硅碳复合材料的平均粒径D50为250‑300nm，所述人造石墨的平均粒径D50为15‑20μm，其中质量比，硅碳复合材料：人造石墨＝40‑60:100；所述配置浆料的过程包括，将人造石墨通过不同孔径的筛网过筛，将石墨分为若干份，将过筛得到的粒径小的石墨先与硅碳复合材料混合后，在分散在溶剂中配置层浆料，然后将其余的石墨分别各自配置成浆料，然后再将浆料混合。本发明得到的电极浆料，分散性能好，硅碳复合材料团聚情况明显减少，稳定性好。得到的电极性能稳定，循环性和倍率性能优异。

技术领域

本发明涉及锂离子电池生产技术领域，特别是涉及一种硅碳复合电极浆料及其电极的制备方法。

背景技术

众所周知，不断的提高电池能量密度，是锂电产业技术研革所孜孜不倦的方向。在当前的锂电材料体系中，负极材料多为采用石墨材料(以人造石墨和天然石墨为主)，在电池理论设计过程中，基本上已经非常充分发挥了其可实现的能量密度，所当前的石墨负极材料在提升电池能量密度方面已经遇到明显的瓶颈。与石墨负极材料相比，硅基负极材料的能量密度优势明显。硅负极的理论能量密度超其10倍，高达4200mAh/g。所以硅碳负极的应用，可以提升电池中活性物质含量，所以能大大提升单体电芯的容量，这也是硅碳负极材料越来越多被锂电领域所关注的重要原因。但是硅的导电性比石墨差很多，导致锂离子脱嵌过程中不可逆程度大，其直接效应也是使电池循环寿命变差，本领域中一般采用气相碳包覆得到硅碳复合材料，其粒径一般为几百纳米以下。并且在制备负极时，一般采用硅碳复合材料和石墨材料配合使用，从而提高电极的能量密度以及保持电极的稳定性，但是由于硅碳复合材料粒径较小，石墨材料的粒径较大，在混料的时候，小颗粒的粒径容易团聚生成二次粒子，从而导致电极材料分散不均匀，密度偏低。

发明内容

在此基础上，本发明提供了一种硅碳复合电极浆料及其电极的制备方法，硅碳复合电极浆料中包括由硅碳复合材料构成的第一活性物质以及由人造石墨构成第二活性物质，硅碳复合材料的平均粒径D50为250-300nm，所述人造石墨的平均粒径D50为15-20μm，其中质量比，硅碳复合材料：人造石墨＝40-60:100；所述配置浆料的过程包括，将人造石墨通过不同孔径的筛网过筛，将石墨分为若干份，将过筛得到的粒径小的石墨先与硅碳复合材料混合后，在分散在溶剂中配置层浆料，然后将其余的石墨分别各自配置成浆料，然后再将浆料混合。本发明得到的电极浆料，分散性能好，硅碳复合材料团聚情况明显减少，稳定性好。得到的电极性能稳定，循环性和倍率性能优异。

具体的方案如下：

一种硅碳复合电极浆料的制备方法，硅碳复合电极浆料中包括由硅碳复合材料构成的第一活性物质以及由人造石墨构成第二活性物质，硅碳复合材料的平均粒径D50为250-300nm，所述人造石墨的平均粒径D50为15-20μm，其中质量比，硅碳复合材料：人造石墨＝40-60:100；所述配置浆料的过程包括：

1)将人造石墨过筛，筛网孔径为20-30μm，保留筛网上材料作为第一材料；将筛网下材料二次过筛，筛网孔径为10-15μm，保留筛网上材料作为第二材料，将筛网下材料三次过筛，筛网孔径为5μm以下，保留筛网上材料作为第三材料，筛网下材料作为第四材料；

2)将所述第四材料与硅碳复合材料混合均匀，得到混合材料；

3)向真空搅拌釜中加入溶剂，加入分散剂，导电剂，搅拌均匀，然后将步骤2中的混合材料加入到溶剂中，搅拌均匀，再加入粘结剂，抽真空搅拌均匀得到第一浆料；

4)向真空搅拌釜中加入溶剂，加入分散剂，导电剂，搅拌均匀，然后将第三材料加入到溶剂中，搅拌均匀，再加入粘结剂，抽真空搅拌均匀得到第二浆料；

5)向真空搅拌釜中加入溶剂，加入分散剂，粘结剂，导电剂，搅拌均匀，然后将第二材料加入到溶剂中，抽真空搅拌均匀得到第三浆料；