[发明专利]锂离子电池硅基复合负极极片、制备方法及其锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的复合负极极片呈现层状结构，内层为铜箔集流体及其沉积在表面的硅材料，中间层为硅烷偶联剂复合层，外层为有机锂化合物复合层，其厚度为内层：中间层：外层=（10～15）：（2～10）：（5～15）。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的硅材料的沉积采用磁控溅射法将硅单质或化合物进行沉积，其沉积厚度为（1～5）μm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的硅化合物材料为SiB₄、SiB₆、Mg₂Si、SiB₄、Ni₂Si、TiSi₂、MoSi₂、CoSi_2、、NiSi₂、、CaSi₂、CrSi₂、Cu₅Si、FeSi₂、MnSi₂、NbSi₂、TaSi、VSi₂、WSi₂、ZnSi₂、SiC、Si₃N₄中的一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的硅烷偶联剂复合层是由（60～80）%硅烷偶联剂和（20～40）%碳纳米管网组成。

5.根据权利要求5所述的锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为γ—氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2，3―环氧丙氧 ) 丙基三甲氧基硅烷、γ—（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷的一种。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的有机锂化合物复合层中有机锂化合物为正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、正己基锂、苄基锂、苯基锂、二苯乙烯基锂、2—噻吩基锂中的一种。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极极片，其特征在于，所述的有机锂化合物层中还含有粘结剂聚偏氟乙烯，其质量比为：有机锂化合物：粘结剂=（70～90）：（10～30）。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的锂离子电池硅基复合负极极片的锂离子电池硅基复合负极极片制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）涂覆液的制备：

首先将（10～20）g聚偏氟乙烯溶于500mlN-甲基吡咯烷酮中，之后再添加（10～20）g碳纳米管，分散均匀后再添加（60～80）g的硅烷偶联剂，并超声分散均匀，得到硅烷偶联剂涂覆液A；

同时将（10～30）g聚偏氟乙烯溶于500mlN-甲基吡咯烷酮中，之后添加（70～90）有机锂化合物，高速分散均匀后，干燥得到有机锂化合物复合液B；

复合极片的制备：

之后通过磁控溅射法将硅化合物材料沉积在铜箔表面，干燥完毕后再涂覆负极活性物质材料，之后通过喷涂技术将硅烷偶联剂涂覆液A涂覆在表面，干燥完毕后，再在其表面涂覆有机锂化合物复合液B，干燥完毕后得到复合负极极片。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的锂离子电池硅基复合负极极片。