[发明专利]适用于硅基负极的复合导电剂、硅基负极、其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种适用于硅基负极的复合导电剂，所述硅基负极包括负极集流体和位于所述负极集流体表面的硅基负极活性层，其特征在于，所述复合导电剂包括导电炭黑、羧基化导电碳纳米管、导电碳纤维和羧基化Mxene；

以用于制备硅基负极活性层的原料干基总质量为100％计，羧基化Mxene的质量百分含量为≥0.1％。

2.根据权利要求1所述的复合导电剂，其特征在于，所述羧基化Mxene的选自Ti₃C₂、Ti₂C、Ta₄C₃、TiNbC、(V_0.5Cr_0.5)₃C₂、V₂C、Nb₂C和Nb₄C₃中的至少一种；

优选地，以用于制备硅基负极活性层的原料干基总质量为100％计，所述羧基化Mxene在硅基负极材料中的质量百分含量为0.2～3％。

3.根据权利要求1或2所述的复合导电剂，其特征在于，所述导电炭黑包括科琴黑、乙炔黑和SuperP中的至少一种；

优选地，以用于制备硅基负极活性层的原料干基总质量为100％计，所述导电炭黑的质量百分含量为0.5～10％，优选为0.5～2％；

优选地，所述羧基化导电碳纳米管的长度为1μm-10μm，直径为1nm-70nm，长径比为100～800；

优选地，所述羧基化导电碳纳米管的比表面积为150-1300m²/g；

优选地，以用于制备硅基负极活性层的原料干基总质量为100％计，所述羧基化导电碳纳米管的质量百分含量为0.04～0.5％，优选为0.05～0.3％；

优选地，以用于制备硅基负极活性层的原料干基总质量为100％计，所述导电碳纤维的质量百分含量为0.5～3％，优选为0.5～1％；

优选地，所述羧基化导电碳纳米管和导电碳纤维的总质量与羧基化Mxene的质量比为1.2-2.5。

4.一种采用权利要求1-3任一项所述的复合导电剂制备硅基负极的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)配制包含羧基化Mxene的第一导电胶液；

(2)将导电炭黑、羧基化导电碳纳米管和导电碳纤维与步骤(1)所述的第一导电胶液混合，分散均匀，得到第二导电胶液；

(3)将硅基活性物质和粘结剂加入到步骤(2)所述的第二导电胶液中，搅拌均匀，得到负极浆料；

(4)将步骤(3)所述的负极浆料涂布到负极集流体表面，干燥后在负极集流体表面形成硅基负极活性层，也即得到硅基负极。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)包括：将分散剂分散到水中，搅拌均匀，得到固含量1.2～3％的胶液，然后向胶液中加入羧基化Mxene，分散处理，得到第一导电胶液；

优选地，所述分散剂为羧甲基纤维素钠；

优选地，所述分散处理的温度为25～30℃。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：依次将导电碳纤维、羧基化导电碳纳米管和导电炭黑加入到步骤(1)所述的第一导电胶中，且每次添加一种导电剂后搅拌1～3h，使分散均匀，得到第二导电胶液。

7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括：先将硅基活性物质加入到步骤(2)所述的第二导电胶液中，搅拌均匀，加入粘结剂，然后再加入溶剂调整浆料粘度为4500～7500mPa.s，搅拌均匀，过滤，得到负极浆料。