[发明专利]一种改性硅基负极极片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性硅基负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)对硅基材料进行氨基化处理，得到氨基化硅基材料；

(2)将氨基化硅基材料、导电剂和粘结剂干法混合，经剪切纤维化及辊压得到负极膜片，将所述负极膜片与集流体复合得到所述改性硅基负极极片。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅基材料包括单质硅和/或硅氧化物；

优选地，所述硅基材料的中值粒径D50为0.01～100μm，优选为0.05～10μm。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氨基化处理包括将氨基化溶液和硅基材料混合，经高温回流、静置、洗涤及干燥得到表面氨基化的硅基材料；

优选地，所述氨基化溶液包括氨水、硝酸铵溶液、乙酸铵溶液或碳酸铵溶液中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述高温回流的温度为60～120℃。

4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氨基化溶液的质量浓度为20～50％；

优选地，所述硅基材料和氨基化溶液中溶质的质量比为1:(10～100)。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述导电剂包括SP、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯或碳纤维中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述粘结剂为可纤维化粘结剂；

优选地，所述粘结剂包括PTFE和/或PVDF。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氨基化硅基材料、导电剂和粘结剂的质量比为(0.1～90):(0.1～10):(0.2～20)，优选为(1～20):(0.5～5):(0.5～10)；

优选地，所述干法混合还包括加入石墨；

优选地，所述石墨包括人造石墨、天然石墨或中间相碳微球中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述石墨和氨基化硅基材料的质量比为(70～90):(1～20)；

优选地，所述干法混合的露点温度≤-30℃。

7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述剪切纤维化包括球磨、磁力搅拌、螺杆挤出、气流粉碎或挤压中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述辊压的温度为80～200℃，优选为100～150℃；

优选地，所述辊压的次数为1～10次，优选为1～2次。

8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述集流体包括铜箔、涂炭铜箔、不锈钢箔、泡沫镍、泡沫铜或碳纤维纸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述复合包括将负极膜片附在集流体的一侧或两侧，加热辊压复合；

优选地，所述加热辊压的温度为80～200℃，优选为100～150℃；

优选地，所述加热辊压的次数为1～10次，优选为1～2次。

9.一种改性硅基负极极片，其特征在于，所述改性硅基负极极片通过如权利要求1-8任一项所述方法制得。

10.一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的改性硅基负极极片。