[发明专利]一种硅碳负极极片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种硅碳负极极片的制作方法。

背景技术

随着2016年最新国家补贴政策的颁布，锂离子电池能量密度的提升成为现阶段各个锂离子电池制造商最为关注的问题之一。目前，无论是在NCM体系还是LFP体系中，使用成熟的负极材料为石墨。石墨负极的理论克容量为372mAh/g，通过材料制造体系及材料使用体系二者的共同努力，目前石墨负极在全电池中的克容量发挥已经达到355mAh/g，达到理论值的95％以上，石墨负极的应用已经接近极限。硅基负极材料由于丰富的储量和超高的理论比容量正逐渐成为电池企业和锂电材料改善负极的最优选择，是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。

但是，硅基材料在实际使用过程中也存在较为明显的缺点，主要表现在：1)在电池的充放电过程中会引起硅体积的严重膨胀，巨大的体积效应及较低的导电性严重影响了硅基负极材料制成的全电池的循环寿命，同时严重制约了负极材料制程参数中涂覆面密度和压实密度；2)硅作为半导体，导电性能比石墨负极差很多，锂离子脱嵌过程中的不可逆程度大，所以硅基负极材料的首次库伦效率很低，会影响电池正常容量发挥。

因此，提升电池能量密度必须要增加单位面积集流体上硅基负极材料的涂覆量和压实密度。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种硅碳负极极片的制作方法，本发明操作简单，制备得到的硅碳负极极片具有较高的涂覆量和压实密度。

本发明提出的一种硅碳负极极片的制作方法，包括如下步骤：将硅碳负极浆料均匀涂覆在铜箔集流体的两面得到硅碳负极极片，其中，铜箔集流体上带有均匀分布的微孔，铜箔集流体的一面为A面，另一面为B面；

涂覆工艺为：先在A面涂覆重量不超过1/4面密度的硅碳负极浆料，红外烘干，再在A面涂覆剩余的硅碳负极浆料，烘干，然后涂覆B面，烘干得到硅碳负极极片；或先在A面涂覆重量不超过1/4面密度的硅碳负极浆料，红外烘干，然后涂覆B面，烘干，再在A面涂覆剩余的硅碳负极浆料，烘干得到硅碳负极极片。

优选地，铜箔集流体的抗拉强度为300Mpa以上。

优选地，铜箔集流体的孔隙率为14-20％，微孔孔径为70-120目。

优选地，在A面涂覆重量不超过1/4面密度的硅碳负极浆料时，涂布机的速度为80m/min以上，涂布机头与烘箱的间距为1m以内，涂布机的烘箱内设置红外烘干设备。

优选地，硅碳负极浆料的粘度为5000-10000mPa.s。

上述面密度为单位面积的集流体一面需涂覆负极浆料的重量，是本领域常用表述方法。

本发明操作简单，选用带有微孔的铜箔作为集流体，能够改善高压实条件下硅碳负极浆料与刚性集流体之间的结合，缓解电池循环过程中硅碳负极浆料的吸液膨胀及至脱落；分三步对集流体进行硅碳负极浆料涂覆，并与微孔铜箔相互配合，使得制备得到的硅碳负极极片具有较高的涂覆量和压实密度，从而提升了电池的能量密度。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种硅碳负极极片的制作方法，包括如下步骤：将粘度为5000mPa.s硅碳负极浆料均匀涂覆在铜箔集流体的两面得到硅碳负极极片，其中，铜箔集流体上带有均匀分布的微孔，铜箔集流体的抗拉强度为400Mpa，铜箔集流体的孔隙率为20％，微孔孔径为70目，铜箔集流体的一面为A面，另一面为B面；

涂覆工艺为：先在A面涂覆重量为1/5面密度的硅碳负极浆料，红外烘干，再在A面涂覆剩余的硅碳负极浆料，烘干，然后涂覆B面，烘干得到硅碳负极极片，其中，在A面涂覆重量为1/5面密度的硅碳负极浆料时，涂布机的速度为100m/min，涂布机头与烘箱的间距为0.8m，涂布机的烘箱内设置红外烘干设备。

实施例2

一种硅碳负极极片的制作方法，包括如下步骤：将粘度为10000mPa.s硅碳负极浆料均匀涂覆在铜箔集流体的两面得到硅碳负极极片，其中，铜箔集流体上带有均匀分布的微孔，铜箔集流体的抗拉强度为500Mpa，铜箔集流体的孔隙率为14％，微孔孔径为120目，铜箔集流体的一面为A面，另一面为B面；