[发明专利]一种硅碳负极片及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种硅碳负极片及其制备方法和锂离子电池，属于锂离子电池制造技术领域，所述硅碳负极片包括集流体、两个第一硅碳层、两个导电碳涂层和两个第二硅碳层，所述集流体的两面上各涂覆有一个所述第一硅碳层，每个所述第一碳硅层上涂覆有一个所述导电碳涂层，每个所述导电碳涂层上涂覆有一个第二硅碳层；其中，每个所述导电碳涂层由如下质量分数的原料组成，碳混合物：85‑95％，羧甲基纤维素钠：2‑5％，丁苯橡胶：3‑10％。本发明提供的锂离子电池循环200次，放电容量保持率为91.82‑93.14％，电极循环稳定性好；还限制了硅碳极片的体积膨胀，200次循环后电池厚度差值为0.02‑0.04mm，体积膨胀小。

技术领域

本发明属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种硅碳负极片及其制备方法和电池。

背景技术

随着锂离子电池技术的发展，锂离子电池能量密度逐渐提高，高能量密度电池对负极提出了更大的容量要求。目前石墨理论容量开发已经接近极限，纳米硅碳作为锂离子电池负极材料，具有高储锂容量、良好电子通道、较小应变及促使SEI膜稳定生长的环境。基于上述优点，该材料有望取代石墨成为下一代高能量密度锂离子电池负极材料。

目前高能量密度电芯电极多采用硅碳材料作为负极，但是由于硅颗粒的存在，硅的低电导率也导致硅碳的电导率较低，导致离子脱嵌过程中不可逆程度大，从而降低了其电极循环性能，这使其在高能量密度锂离子电池的应用中受到了限制，因此，如何在降低硅碳极片问题对电池性能的影响是非常重要的。

发明内容

本发明提供了一种硅碳负极片及其制备方法和锂离子电池，其中的锂离子电池具有良好的电极循环稳定性，且体积膨胀小，可广泛应用。

一方面，本发明提供了一种硅碳负极片，所述硅碳负极片包括集流体、两个第一硅碳层、两个导电碳涂层和两个第二硅碳层，所述集流体的两面上各涂覆有一个所述第一硅碳层，每个所述第一碳硅层上涂覆有一个所述导电碳涂层，每个所述导电碳涂层上涂覆有一个第二硅碳层；每个所述导电碳涂层由如下质量分数的原料组成，碳混合物：85-95％，羧甲基纤维素钠：2-5％，丁苯橡胶：3-10％。

进一步地，所述碳混合物由如下质量分数的原料组成：碳纳米管：40-65％，碳黑：25-45％，石墨烯：5-15％。

进一步地，两个所述导电碳涂层的厚度均为4-8μm。

进一步地，每个所述第一硅碳层的厚度与每个所述第二硅碳层的厚度比为50-70:30-50。

进一步地，每个所述第一硅碳层由第一硅碳浆料涂布在所述集流体上烘干后获得，所述浆料由如下质量分数的原料组成，硅碳材料：90-95％，导电剂：3-6％，粘结剂：2-4％。

进一步地，所述浆料的固含量为40-50％，所述浆料的粘度为1500-6000mPa·s。

进一步地，每个所述第一硅碳层的面密度为80-100g/m²。

另一方面，本发明提供了上述的一种硅碳负极片的制备方法，所述方法包括，

获得第一硅碳浆料、导电碳浆料和第二硅碳浆料；所述导电碳浆料由如下质量分数的原料组成，碳混合物：85-95％，羧甲基纤维素钠：2-5％，丁苯橡胶：3-10％；

将所述第一硅碳浆料以0.6-1.2m/min的速度依次涂布在集流体的两个面上，并在60-100℃的温度下进行烘烤，形成涂覆有两个第一硅碳层的集流体；

将所述导电碳浆料以0.6-1.2m/min的速度依次涂布在两个所述第一硅碳层上，并在60-100℃的温度下烘烤，形成涂覆有两个导电碳涂层的集流体；