[发明专利]一种负极浆料及其制备方法、负极片和二次电池

说明书

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种负极浆料及其制备方法、负极片和二次电池，包括以下步骤：步骤S1、称取硅氧材料、盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷，依次将硅氧材料、盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷加入溶剂中搅拌分散，离心洗涤干燥得到多巴胺改性硅氧材料；步骤S2、称取增稠剂胶液、聚丙烯酸类粘结剂和碳纳米管，将增稠剂胶液加入部分聚丙烯酸类粘结剂搅拌，加入碳纳米管搅拌，加入多巴胺改性硅氧材料搅拌分散得到混合胶液；步骤S3、称取石墨和导电碳黑，依次将部分石墨、导电碳黑、剩余石墨加入搅拌釜中搅拌混合，加入混合胶液，加入剩余聚丙烯酸类粘结剂搅拌得到负极浆料。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种负极浆料及其制备方法、负极片和二次电池。

背景技术

锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长、环境友好、无记忆效应等优点而备受关注，在3C数码、汽车等领域有着广泛应用。石墨作为负极材料，其理论克容量仅为372mAh/g，越来越无法满足人们对高能量密度电池的需求尤其是5G时代的来临。硅材料具有最高的理论客容量(～4200mAh/g)以及低的放电电压(～0.5Vvs Li/Li⁺)，被认为是取代石墨的最有前景的负极材料之一。硅材料本身导电性较差，一个主要改善措施是在石墨与硅的匀浆过程中加入碳纳米管(CNT)提高导电性。但现在技术制备方法中碳纳米管对硅氧材料的导电性提高有限，导电性和稳定性不佳。这成为了制约硅材料在锂电池中广泛应用的一大障碍。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种负极浆料的制备方法，能够解决硅材料的导电性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、称取硅氧材料、盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷，依次将硅氧材料、盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷加入溶剂中搅拌分散，离心洗涤干燥得到多巴胺改性硅氧材料；

步骤S2、称取增稠剂胶液、聚丙烯酸类粘结剂和碳纳米管，将增稠剂胶液加入部分聚丙烯酸类粘结剂搅拌，加入碳纳米管搅拌，加入多巴胺改性硅氧材料搅拌分散得到混合胶液；

步骤S3、称取石墨和导电碳黑，依次将部分石墨、导电碳黑、剩余石墨加入搅拌釜中搅拌混合，加入混合胶液，加入剩余聚丙烯酸类粘结剂搅拌得到负极浆料。

现有的制备方法，使用碳纳米管、石墨和硅氧材料进行匀浆时，由于碳纳米管(CNT)与石墨间的吸附作用，减少了碳纳米管(CNT)在硅氧周围的分散；同时，在匀浆过程中的高速搅拌剪切作用会导致碳纳米管(CNT)脱落。以上情况均会降低碳纳米管(CNT)对硅氧材料本身导电性的改善作用。本发明的一种负极浆料的制备方法，使用盐酸多巴胺对硅氧材料进行改性，制得多巴胺改性硅氧材料，多巴胺改性硅氧材料的表面存在氨基官能团，可加强与粘结剂、导电剂的相互作用，从而提高负极浆料的导电性和稳定性；将多巴胺改性硅氧材料首先与增稠剂胶液、聚丙烯酸类粘结剂和碳纳米管进行混合，使碳纳米管能够充分分散在多巴胺改性硅氧材料表面，从而大大改善硅氧材料的导电性；最后将部分石墨、导电碳黑和剩余石墨依次加入混合胶液中搅拌，使导电碳黑分散在石墨之间，从而使浆料分散均匀。三羟甲基氨基甲烷能够去质子化，使硅氧材料容易被盐酸多巴胺改性。

优选地，所述步骤S1中硅氧材料、盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷的重量份数比为4～20：0.1～2：0.1～1。设置一定的配比，使改性后的硅氧材料兼具导电性和稳定性。

优选地，所述步骤S1中搅拌分散时间为5～30min，干燥温度为70～90℃，干燥时间为40～50h。搅拌分散时间为5min、8min、12min、18min、24min、28min、29min、30min；干燥温度为70℃、2℃、78℃、82℃、85℃、90℃；干燥时间为40h、41h、42h、43h、44h、45h、46h、47h、48h、50h。