[发明专利]一种锂电池硅碳负极片及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池硅碳负极片，其特征在于，所述硅碳负极片由涂覆浆料的铜箔构成，硅碳负极片涂覆浆料的厚度为65-85um，活性材料负载量为6.5 mg/cm²-8.5mg/cm²；所述的浆料包含硅碳粉体、粘结剂和导电剂，按质量百分比，硅碳粉体、粘结剂与导电剂的比例为88%-92% ：4%-6% ：4%-6%；

其中，所述硅碳粉体包含硅材料、石墨和有机裂解碳，压实密度为1-1.3 g/cm³；所述粘结剂包含羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶以及添加剂十二烷基硫酸钠；所述导电剂包含导电碳黑和碳纳米管；

所述的硅碳负极片，在半电池0.2C条件下克容量发挥为450mAh/g-700 mAh/g, 首次库仑效率为83%-88%，循环100次后容量保持率为86%-92%。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极片，其特征在于，所述硅材料为纳米级硅粉、微米级氧化亚硅，或者两者的混合物；其中硅粉的粒径为30-70 nm、氧化亚硅的粒径为3-7um。

3.根据权利要求1所述的锂电池硅碳负极片，其特征在于，所述有机裂解碳通过添加沥青作为有机碳前驱体，与石墨、硅材料通过球磨进行充分混合之后再经过高温裂解得到。

4.根据权利要求3所述的锂电池硅碳负极片，其特征在于，所述硅材料与沥青、石墨的质量百分比为8%-12% ：5%-10% ：78%-87%。

5.根据权利要求1所述的锂电池硅碳负极片，其特征在于，所述十二烷基硫酸钠与丁苯橡胶的质量百分比为0-0.3% ：99.7%-100%，羧甲基纤维素钠与添加了十二烷基硫酸钠的丁苯橡胶的质量比为1：1。

6.根据权利要求1所述的锂电池硅碳负极片，其特征在于，所述碳纳米管的质量百分比为0-5%，其原始状态为固含量5%-6%的碳纳米管水性分散液。

7.一种权利要求1-4中任一项所述锂电池硅碳负极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

1）将硅材料、沥青、石墨三种材料按比例称重，并置于球磨机中充分混合，之后在惰性气体保护下，在管式炉中对上述粉体进行高温碳化处理，得到所述的硅碳粉体；

2）将丁苯橡胶以及添加剂十二烷基硫酸钠按比例预混合，得预混合物，之后加入与预混合物相同比例的羧甲基纤维素钠，最后添加碳纳米管溶液，并充分混合，得混合溶液；

3）将所述的硅碳粉体和导电碳黑按比例混合，并充分研磨，将研磨好的粉体加上述混合溶液中，并充分混合；

4）加入适量的去离子水调节浆料的粘度，得硅碳负极浆料；

5）在集流体上涂布硅碳负极浆料，烘干得到硅碳负极片。

8.根据权利要求7所述的锂电池硅碳负极片的制备方法，其特征在于，所述高温碳化的温度为600-1000^oC，时间为3-8小时。

9.根据权利要求7所述的硅碳负极片的制备方法，其特征在于，所述硅碳负极浆料的粘度为1500-3000cP。

10.根据权利要求7所述的锂电池硅碳负极片的制备方法，其特征在于，所述硅碳负极浆料的涂布厚度为280-320um, 烘干后硅碳负极材料的涂覆厚度为65-85um, 活性材料的负载量为6.5-8.6mg/cm²。