[发明专利]一种软包锂离子电池硅负极及其制造方法

摘要

本发明涉及一种软包锂离子电池硅负极，所述软包锂离子电池硅负极由集流体与涂覆在集流体表面的活性物质层组成，活性物质层由以下质量百分比的物质组成，硅‑碳复合材料10‑92%、导电剂2‑70%与粘结剂5‑20%，所述粘结剂为聚酰亚胺，活性物质层的孔隙率为30‑65%，压实密度为1.1 g/cm3 – 2.0 g/cm3。本发明将聚酰亚胺采取合适的溶剂分散，并经过高温聚酰化处理后的粘结剂具有非常高的粘结力，使得制造出的硅负极极片具有超强抗张力，在多次锂离子嵌入、脱出过程中保持结构稳定，可明显改善硅负极的首次充放电效率、提高循环稳定性。

主权项

一种软包锂离子电池硅负极，其特征在于，所述软包锂离子电池硅负极由集流体与涂覆在集流体表面的活性物质层组成，活性物质层由以下质量百分比的物质组成，硅‑碳复合材料10‑92%、导电剂2‑70%与粘结剂5‑20%，所述粘结剂为聚酰亚胺，活性物质层的孔隙率为30‑65%，压实密度为1.1 g/cm3 – 2.0 g/cm3；集流体为铜箔，厚度为8‑25μm，集流体表面的活性物质层的涂布密度为50g/m2 – 200g/m2；硅‑碳复合材料中硅与碳的质量比为1：1‑9，碳材料选自硬碳、软碳；所述软包锂离子电池硅负极的制造方法包括以下步骤：a）配胶：取聚酰亚胺粉末，加入到由二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺中的至少一种组成有机溶剂中，调配到胶液的固含量为5‑25%，慢速搅拌30‑50min；b）加入导电剂：向步骤a）制得的胶液中加入导电剂，快速搅拌1.5‑2.5h，得到导电液；c）加入主材料：向步骤b）得到的导电液中加入硅的负极材料，慢速搅拌8‑12min后快速搅拌45‑75min，然后加入碳材料，慢速搅拌8‑12min后，加入NMP调整固含量为40‑60%，快速搅拌1.5‑2.5h，然后再慢速搅拌20‑40min，得到浆料；慢速搅拌的速度为800‑1000rpm，快速搅拌的速度为3000‑4000rpm；d）过筛：将步骤c）得到的浆料过100‑140目筛；浆料固含量控制在 40‑45%；粘度1000‑2000mPa.s；e）涂布：将步骤d）得到的浆料涂布在集流体表面，涂布速度2‑3m/min，涂布时鼓风，风速5‑10m/s，得到负极极片半成品；f）烘干：将步骤e）得到的负极极片半成品真空干燥处理100‑120min，温度为150‑350℃；g）碾压、冲片：将步骤f）得到的负极极片半成品进行辊压，压实密度：1.1 g/cm3 – 2.0 g/cm3，碾压后将负极极片冲裁。