[发明专利]一种锂离子电池负极复合极片及其锂离子电池

摘要

本发明公开了一种锂离子电池负极复合极片及其锂离子电池，其制备过程包括1）溶液A的制备；2）材料B的制备；3）硅/二氧化钛/碳复合极片制备。其制备出的复合负极极片中利用二氧化钛材料的零应变特性和较高的电压平台，降低材料在充放电过程中的膨胀率和提高电池安全性能。同时TiO2/C包覆层提高了复合材料的电导率,并且多孔的结构有效抑制了硅循环过程中的体积变化，此外TiO2/C作为骨架支撑也为锂离子的传输提供了三维空间的传输通道。同时此负极极片不需要粘结剂和导电剂直接作为负极极片使用。其制备出的复合负极极片具有克容量高、倍率性能佳及其吸液保液能力强等特性，尤其适合于高比能量密度电池对负极材料的要求。

主权项

一种锂离子电池负极复合极片的制备方法，由硅、氧化钛、碳及其铜箔组成，包括以下步骤：1）溶液A的制备；2）极片B的制备；3）硅/氧化钛/碳复合材料制备；其特征在于：1）、溶液A的制备：将0.1～0.5g硅粉均匀分散在5mL的二甲基甲酰胺中，再加入0.1～0.5g的聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯物质超声分散形成均匀的悬浮液，然后在悬浮液中加入0.7～0.9g的钛酸四丁酯，0.2～0.3g的去离子水和0.25～0.35 g的三乙醇胺，磁力搅拌形成均匀的混合液，在室温下缓慢水解12h，最后加入0.2～0.4g的聚甲基丙稀酸甲酯和0.1ml的双氧水，磁力搅拌1 h获得均匀的粘稠的悬浮液A；2）、极片B的制备：将悬浮液A涂覆在铜箔上，并在60 ℃干燥8h得到Si/TBOT/PMMA极片，再将极片在碳酸锂溶液侵泡1‑5h，干燥后得到极片B；3）、硅/二氧化钛/碳复合极片的制备：将极片B置于管式炉中，在N2保护气氛下，1～5℃/min升温至300～500℃并保温4～8h，之后降温到室温，得到最终的硅/二氧化钛/碳复合极片。