[发明专利]硅碳负极浆料、合浆方法和应用

说明书

本发明公开了一种硅碳负极浆料、合浆方法和应用，在合浆过程的硅碳负极浆料中添加有浸润改善添加剂，所述浸润改善添加剂为疏水表面活性剂，提高了采用该硅碳负极浆料涂覆得到的硅碳负极极片的电解液浸润效果，从而提高了通过该硅碳负极浆料涂布制成的扣式电池的循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种硅碳负极浆料、合浆方法，还涉及一种硅碳负极浆料的应用。

背景技术

锂离子电池是迅速发展起来的新型高能二次电池，主要是其具有诸多优点，随着在便携电子设备和动力汽车等方面应用的迅速发展，迫切需要研发更高的能量密度，更长的循环寿命及更低的制备成本的锂离子电池，其中能量密度是一个关键因素。电池的总体质量与正负极材料的容量紧密相关，目前正极材料，比容量均不超过374mAh/g，这意味着提高整体电池的容量，我们必须将目光聚集到负极材料中。

Si因其超高的理论比容量(3579mAh/g Li₁₅Si₄)，低的嵌锂电位(小于0.5V Li/Li+)，以及环保、储量丰富等备受关注，被认为下一代高性能锂离子电池负极材料。硅碳复合材料是锂离子电池负极未来发展的重要方向,其制备的硅碳负极是有助于实现高能量密度、高续航能力的重要新型负极材料。

然而不断追求电池的高能量密度可能导致电池的容量发挥不出来或倍率性能有所下降，而电解液对极片的浸润性正是导致其性能下降的主要因素之一，因此对电池极片制作工艺提出了更高的要求。压实密度是锂离子电池电极生产过程中一个重要指标，一般来说，压实密度越高，锂离子电池在单位体积可以装入更多的电极，同时还可以提高活性物质总的占比，因此不仅可以提升电池的体积能量密度，同时还可以提高锂电池的质量能量密度。但是，极片压实密度并不是越高对电池性能越好，这是因为压实密度和电极的孔隙率成反比，压实密度越大，材料颗粒之间的挤压程度会越大，极片的孔隙度就会越小，极片的吸收电解液的性能就会越差，电解液越难以浸润，那么直接导致的结果是材料的比容量发挥较低，电池的保液能力较差，电池循环过程中极化大，衰减较大，内阻增加也尤为明显。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种硅碳负极浆料，通过在浆料中添加疏水表面活性剂作为浸润改善添加剂，提高了采用该硅碳负极浆料涂覆得到的硅碳负极极片的电解液浸润效果，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种硅碳负极浆料，所述硅碳负极浆料中添加有浸润改善添加剂，所述浸润改善添加剂为疏水表面活性剂。

进一步的，所述疏水表面活性剂选自三聚磷酸钠、硬脂酸钠、乙二醇中的一种。

进一步的，所述硅碳负极浆料中，所述浸润改善添加剂和硅碳负极材料的质量比为1：20-40，硅碳负极材料的组成为本领域中常规的组成，本发明的一些实施方式中，为SiO/C。

本发明还提供了一种如前述任一项所述的硅碳负极浆料的合浆方法，包括以下步骤：

将硅碳负极材料和浸润改善添加剂混合，得到均匀的混合物；

将第一粘结剂打胶制成胶液，然后将导电剂加入所述胶液中，依次进行低速预混、高速混合、消泡，得到第一浆料；

将混合物加入所述第一浆料中，依次进行低速预混、高速混合、消泡，得到第二浆料；

向所述第二浆料中加入第二粘结剂溶液，搅拌后消泡，得到硅碳负极浆料。

通过在硅碳负极浆料合浆过程中加入浸润改善添加剂，合浆方法简单，条件温和可控。

进一步的，所述硅碳负极材料：第一粘结剂：第二粘结剂：导电剂的质量比为94-96：1-2：1-2：1-1.5。