[实用新型]一种纳米硅碳负极极片

说明书

本实用新型公开了一种纳米硅碳负极极片，包括负极集流体，负极集流体上涂覆有导电粘合剂和硅基负极材料的混合涂层，导电粘合剂为聚乙烯酸，硅基负极活性材料是由多个纳米级的硅颗粒组成，硅颗粒的表面涂覆有纳米石墨烯涂层，硅颗粒与导电粘合剂的交界界面处用碳酸亚乙烯酯密封；本实用新型的负极极片用纳米石墨烯涂层涂覆硅颗粒表面改善负极极片的电导率，采用具有粘结力的聚乙烯酸粘合硅颗粒上，并可以通过促成形成更稳定的固体电解质界面膜(SEI)而增强负极的性能，结合碳酸亚乙烯酯密封界面，能够适应硅颗粒在充放电过程中膨胀或收缩引起的体积变化，提高电池的稳定性，进而提高电池性能。

技术领域

本实用新型涉及电池领域，涉及一种纳米硅碳负极极片。

背景技术

我国动力型锂离子电池的研究正处于高速发展阶段。锂离子电池从小型电子产品应用领域转向大功率的动力锂电领域，同时对锂离子电池的负极材料提出了新的要求。负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，在很大程度上影响着锂离子电池的整体性能。目前，商业化的锂离子电池负极材料通常为石墨化碳材料比容量低，高倍率充放电性能较差且存在安全隐患，已无法满足更高比容量和安全性要求。因此，开发比容量高、循环性能好、充放电性能优异的新型锂离子电池负极材料成为迫切需要。硅的嵌锂电位低，且在目前已知的材料中比容量最高(4200mAh.g^-1)，远大于石墨的理论容量；同时硅较石墨作为负极更为可靠，所以在业界范围内得到广泛的研究。

尽管硅的容量要高出碳十倍之多，由于巨大的体积效应造成硅基负极材料在脱/嵌锂过程中容量快速衰减，电极循环性能迅速下降，极大阻碍了其商业化的进程。

现有的粘合剂通常采用羧甲基纤维素(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)，其附着到硅颗粒上的附着力较小，不能适应硅颗粒体积变化引起的附着力的变化，造成硅颗粒和粘合剂之间的界面处产生破坏，直接影响电池的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种纳米硅碳负极极片，所述纳米硅碳负极极片的技术方案是这样实现的：

一种纳米硅碳负极极片，包括负极集流体，所述负极集流体上涂覆有导电粘合剂和硅基负极材料的混合涂层，所述导电粘合剂为聚乙烯酸，所述硅基负极活性材料是由多个纳米级的硅颗粒组成，所述硅颗粒的表面涂覆有纳米石墨烯涂层，所述硅颗粒与导电粘合剂的交界界面处用碳酸亚乙烯酯密封。

优选的，所述导电粘合剂和硅颗粒是均匀混合的。

优选的，所述硅颗粒的尺寸为10nm～1μm。

进一步优选的，所述硅颗粒的尺寸为100nm～800nm。

优选的，所述导电粘合剂可以是聚丙烯酸。

本实用新型的负极极片用纳米石墨烯涂层涂覆硅颗粒表面改善负极极片的电导率，采用具有粘结力的聚乙烯酸粘合硅颗粒上，并可以通过促成形成更稳定的固体电解质界面膜(SEI)而增强负极的性能，结合碳酸亚乙烯酯密封界面，能够适应硅颗粒在充放电过程中膨胀或收缩引起的体积变化，提高电池的稳定性，进而提高电池性能。

附图说明

图1为本实用新型石墨烯锂离子负极极片的结构示意图。

附图标记：10-负极集流体，11-导电粘合剂，12-硅颗粒，13-纳米石墨烯涂层，14-碳酸亚乙烯酯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。