[发明专利]一种锂离子电池石墨‑硅碳复合负极

摘要

本发明公开了一种锂离子电池石墨‑硅碳复合负极，其特征在于包括导电基体和涂覆在导电基体表面的材料层，所述材料层包括一个石墨材料层和一个硅基材料层。本发明的优点在于本发明的这种叠层负极的各层内力学性质和充放电过程中的膨胀性质一致，有利于保持电极的稳定性；本发明各材料层的厚度在涂覆过程中十分容易控制，便于调控电极的比容量和首次库伦效率；本发明工艺简单、操作简单，不需要对现有设备进行改造，适合工业化生产。

主权项

一种锂离子电池石墨‑ 硅碳复合负极，其特征在于：包括导电基体和涂覆在导电基体表面的材料层，所述材料层包括一个石墨材料层和一个硅基材料层；硅碳复合材料制备方法如下：在Ar 气保护下，将SiO 放入管式炉中，以10℃ /min 的升温速率升温至1100℃，并保温5 小时，然后自然降温；当温度降到室温时，取出样品；将取出的样品分散到水和乙醇的混合溶液中，乙醇的体积占5%，加入40wt% 的铪，然后放置3 小时用以去除SiO2；离心得到产物多孔Si，放入真空烘箱中60℃干燥4 小时；将得到的多孔Si 放入管式炉中，在H2/Ar 混合气的保护下升温到800℃，这时关闭H2/Ar 混合气并通入乙炔/ 氩气混合气保持10 分钟，然后关闭乙炔气、通入H2/Ar 混合气，自然降温至室温得到硅碳复合材料；将80wt% 石墨负极材料，10wt% 的粘合剂聚丙烯酸和10wt% 的乙炔黑搅拌2 小时，得到混合均匀的浆料；然后，将浆料均匀地涂覆在铜箔上，置于70℃真空烘箱中抽真空干燥12 小时，即可获得石墨负极，其活性物负载量为1.2mg/cm2；将80wt% 硅碳材料，10wt% 的粘合剂聚丙烯酸和10wt% 的乙炔黑搅拌2h，得到混合均匀的浆料；将浆料均匀地涂覆在石墨负极上，置于70℃ 真空烘箱中抽真空干燥12 小时；所得石墨‑ 硅负极活性物质负载量为1.6mg/cm2 。