CN106058259B - 一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法 - Google Patents

一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106058259B
CN106058259B CN201610041306.0A CN201610041306A CN106058259B CN 106058259 B CN106058259 B CN 106058259B CN 201610041306 A CN201610041306 A CN 201610041306A CN 106058259 B CN106058259 B CN 106058259B
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative plate
binding agent
slurry
based anode
compound binding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610041306.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106058259A (zh
Inventor
石先兴
王慧敏
严红
吕豪杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd
Original Assignee
Wanxiang Group Corp
Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanxiang Group Corp, Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd filed Critical Wanxiang Group Corp
Priority to CN201610041306.0A priority Critical patent/CN106058259B/zh
Publication of CN106058259A publication Critical patent/CN106058259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106058259B publication Critical patent/CN106058259B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及电池粘结剂领域，公开了一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法。所述高比容量硅基负极复合粘结剂包括羧甲基纤维素钠5‑50wt%、聚丙烯酸5‑30wt%和丁苯橡胶20‑90wt%。所述负极片制备方法包括配胶、加导电剂、加主材料、过筛、涂布、高温聚合处理、辊压和冲片。本发明的复合粘结剂能够解决现有硅基负极材料在锂离子嵌入脱出过程中伴随的巨大体积变化而导致电池循环寿命较短的技术难题。

Description

一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片 的制备方法
技术领域
本发明涉及电池粘结剂领域，尤其涉及一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法。
背景技术
硅嵌锂理论容量高达4200mAh/g，是目前商业化负极石墨材料（理论容量372mAh/g）的10倍以上, 有重要应用前景。但经过数次充放电循环，硅材料体积膨胀率高达300%(远高于石墨10%)。巨大的体积效应引起硅材料发生粉化，活性物质从集流体上脱落，造成电池循环稳定性非常差, 是国际学术界、产业界非常关注的热点问题。
针对硅材料在脱嵌锂前后伴随有巨大体积变化从而导致电池性能迅速衰减问题的一个解决办法是将硅（合金）与石墨等进行混合制得硅碳复合材料。在保证硅的较大容量的前提下，利用石墨具有较大比表面积的优点，石墨材料可弹性缓冲硅（合金）材料在充放电过程中体积的膨胀和缩小。硅碳复合材料与碳材料相比，一方面，通过硅（合金）的添加提高了嵌锂容量；另一方面，碳材料的引入缓冲了硅的膨胀，提高了电子导电性。
针对硅材料存在的体积膨胀问题，另一解决办法是采用抑制其膨胀的粘接剂。
目前，运用非常广泛的电极粘接剂为聚偏二氟乙烯（PVDF），PVDF具有非常高的粘结力，但是PVDF与电解液中的丙烯碳酸酯作用时容易发生溶胀，造成电极结构变形，同时粘结剂的粘结力降低，从而导致电池性能下降，电池的循环性能变差。另一种常用的粘接剂为丁苯橡胶（SBR），SBR具有优异的弹性能力，但SBR的粘结力较差，使得活性物质颗粒与活性物质颗粒之间、活性物质与集流体之间的粘结效果一般，目前还无法满足抑制硅负极膨胀的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法。本发明的复合粘结剂能够解决现有硅基负极材料在锂离子嵌入脱出过程中伴随的巨大体积变化而导致电池循环寿命较短的技术难题。
本发明的具体技术方案为：一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠5-50wt%、聚丙烯酸5-30wt%和丁苯橡胶20-90wt%。
在本发明的技术方案中，羧甲基纤维素钠的电化学窗口宽，不会影响锂离子在活性材料中的嵌入脱出。羧甲基纤维素钠机械强度大，但缺乏弹性，所以本发明选用具有高弹性的丁苯橡胶乳液与羧甲基纤维素钠一起使用，能够互相弥补缺点。羧甲基纤维素钠中的羧基能够与SiO表面的羟基之间形成共价键，相比于PVDF与活性物质之间微弱的范德华力，这种共价键更有利于稳定电极结构。此外，无定型结构的聚丙烯酸能在SiO颗粒表面形成一层均匀的保护膜，而且它与SiO之间还存在键合作用，这些特性共同作用稳定了电极的结构，使得SiO具有较好的电化学性能。对以上三种材料的配比严格控制，在三种材料协同作用下，可显著提高硅基负极循环稳定性能，并且负极不易膨胀。
作为优选，所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:1:3。
作为优选，所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:2:3。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将0.5-5份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以2000-4000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加0.5-3份聚丙烯酸使液体中固含量为5-25wt%，在400-1200rpm转速下搅拌25-35min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加1-7份导电剂并以2000-4000rpm的转速搅拌1.5-2.5h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加10-92份SiO负极粉末，以400-1200rpm的转速搅拌8-12min后，再以2000-4000rpm的转速搅拌50-70min，然后加入1-20份石墨材料，以400-1200rpm的转速搅拌8-12min后，添加去离子水调节溶液粘度为800-2000 mPa·s，以2000-4000rpm转速搅拌50-70min，添加2-9份丁苯橡胶，以2000-4000rpm转速搅拌1.5-2.5h，再以400-1200rpm转速搅拌25-35min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在40-50wt%，粘度为1000-2000 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度80-90℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为100-130℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间10-120min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.1-2.0g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
在负极片的制备过程中，各步骤的搅拌速率具有非常重要的作用，在个别步骤中若搅拌速率过高，会导致原料发生团聚，无法完全溶解，从而影响负极片性能；若搅拌速率过低，则又会导致搅拌不充分，粘度达不到要求。
作为优选，所述石墨材料为硬碳、软碳、天然石墨、人造石墨中的一种或多种。
作为优选，所述导电剂为Super P导电剂。
作为优选，所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:1:3。
作为优选，所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:2:3。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的复合粘结剂能够解决现有硅基负极材料在锂离子嵌入脱出过程中伴随的巨大体积变化而导致电池循环寿命较短的技术难题。
附图说明
图1为电池循环曲线对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶。其中所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:1:3。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将3.3份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以3000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加1.7份聚丙烯酸使液体中固含量为15wt%，在800rpm转速下搅拌30min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加4份Super P导电剂并以3000rpm的转速搅拌2h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加51份SiO负极粉末，以800rpm的转速搅拌10min后，再以3000rpm的转速搅拌60min，然后加入2.5份硬碳石墨材料、2.5份软碳石墨材料、2.5份天然石墨、2.5份人造石墨，以800rpm的转速搅拌10min后，添加去离子水调节溶液粘度为1400mPa·s，以3000rpm转速搅拌60min，添加5份丁苯橡胶，以3000rpm转速搅拌2h，再以800rpm转速搅拌30min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在45wt%，粘度为1500 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，涂布温度85℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为115℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间65min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.65g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
实施例2
一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶。其中所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:2:3。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将2.85份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以2800rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加2.85份聚丙烯酸使液体中固含量为5wt%，在800rpm转速下搅拌30min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加4份Super P导电剂并以2800pm的转速搅拌2h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加50份SiO负极粉末，以800rpm的转速搅拌10min后，再以2800rpm的转速搅拌60min，然后加入2.5份硬碳石墨材料、2.5份软碳石墨材料、2.5份天然石墨、2.5份人造石墨，以800rpm的转速搅拌10min后，添加去离子水调节溶液粘度为1400mPa·s，以2800rpm转速搅拌60min，添加4.3份丁苯橡胶，以2800rpm转速搅拌2h，再以800rpm转速搅拌30min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在45wt%，粘度为1500 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度85℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为115℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间65min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.6g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
实施例3
一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠5wt%、聚丙烯酸30wt%和丁苯橡胶65wt%。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将0.5份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以2000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加3份聚丙烯酸使液体中固含量为5wt%，在400rpm转速下搅拌35min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加1份Super P导电剂并以2000rpm的转速搅拌2.5h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加92份SiO负极粉末，以400rpm的转速搅拌12min后，再以2000rpm的转速搅拌70min，然后加入1份为天然石墨，以400rpm的转速搅拌12min后，添加去离子水调节溶液粘度为800 mPa·s，以2000rpm转速搅拌70min，添加6.5份丁苯橡胶，以2000rpm转速搅拌2.5h，再以400rpm转速搅拌35min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在40wt%，粘度为1000 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度80℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为100℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间120min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.1g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
实施例4
一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠50wt%、聚丙烯酸5wt%和丁苯橡胶45wt%。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将5份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以4000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加0.5份聚丙烯酸使液体中固含量为25wt%，在1200rpm转速下搅拌25min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加7份Super P导电剂并以4000rpm的转速搅拌1.5h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加10份SiO负极粉末，以1200rpm的转速搅拌8min后，再以4000rpm的转速搅拌50min，然后加入20份为人造石墨，以1200rpm的转速搅拌8min后，添加去离子水调节溶液粘度为2000 mPa·s，以4000rpm转速搅拌50min，添加4.5份丁苯橡胶，以4000rpm转速搅拌1.5h，再以1200rpm转速搅拌25min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在50wt%，粘度为2000 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度90℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为130℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间10min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为2.0g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
实施例5
一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠50wt%、聚丙烯酸30wt%和丁苯橡胶20wt%。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将5份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以2000-4000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加3份聚丙烯酸使液体中固含量为20wt%，在600rpm转速下搅拌25min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加3份Super P导电剂并以2500rpm的转速搅拌2h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加80份SiO负极粉末，以600rpm的转速搅拌9min后，再以2500rpm的转速搅拌60min，然后加入5份硬碳石墨材料、5份软碳石墨材料，以600rpm的转速搅拌9min后，添加去离子水调节溶液粘度为1000 mPa·s，以2500rpm转速搅拌60min，添加2份丁苯橡胶，以2500rpm转速搅拌2h，再以600rpm转速搅拌30min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在40wt%，粘度为1200 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度85℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为110℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间60min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.5g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
实施例6
一种高比容量硅基负极复合粘结剂，包括羧甲基纤维素钠5wt%、聚丙烯酸5wt%和丁苯橡胶90wt%。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将0.5份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以2000-4000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加0.5份聚丙烯酸使液体中固含量为10wt%，在900rpm转速下搅拌25min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加5份Super P导电剂并以3500rpm的转速搅拌2h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加50份SiO负极粉末，以900rpm的转速搅拌9min后，再以3500rpm的转速搅拌60min，然后加入5份人造石墨，以900rpm的转速搅拌9min后，添加去离子水调节溶液粘度为1500 mPa·s，以3500rpm转速搅拌60min，添加9份丁苯橡胶，以3500rpm转速搅拌2h，再以900rpm转速搅拌25min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在50wt%，粘度为1600 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度80℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为120℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间40min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.8g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
对比例
一种高比容量硅基负极粘结剂，包括羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶。其中所述羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的质量比为2:3。
一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，包括以下步骤：
1）、将3.3份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水使液体中固含量为15wt%，并以3000rpm的转速进行搅拌均匀，接着在800rpm转速下搅拌30min，去泡，制得胶液。
2）、向上述胶液中添加4份Super P导电剂并以3000rpm的转速搅拌2h，制得导电液。
3）、向上述导电液中添加51份SiO负极粉末，以800rpm的转速搅拌10min后，再以3000rpm的转速搅拌60min，然后加入2.5份硬碳石墨材料、2.5份软碳石墨材料、2.5份天然石墨、2.5份人造石墨，以800rpm的转速搅拌10min后，添加去离子水调节溶液粘度为1400mPa·s，以3000rpm转速搅拌60min，添加5份丁苯橡胶，以3000rpm转速搅拌2h，再以800rpm转速搅拌30min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在45wt%，粘度为1500 mPa·s。
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，涂布温度85℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下。
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为115℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间65min。
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.65g/cm3，制得负极片半成品。
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸。
上述各物质的份数均为质量份。
性能测试
对实施例1、实施例2以及对比例中的负极片组装成电池后，对电池的循环性能进行测试，如图1所示，图中A sample代表实施例1的负极片组成后的电池的循环曲线，Bsample代表实施例的负极片组成后的电池的循环曲线，Control代表对比例的负极片组成后的电池的循环曲线。可以发现，实施例1与实施例2的负极片组装后的电池的负极循环稳定性能更高，在循环次数达到375-400之后还能保持大约88%，而对比例在175-200次之间就仅剩88%。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）、将0.5-5份羧甲基纤维素钠粉末添加到去离子水中并以2000-4000rpm的转速进行搅拌，搅拌均匀后添加0.5-3份聚丙烯酸使液体中固含量为5-25wt%，在400-1200rpm转速下搅拌25-35min，去泡，制得胶液；
2）、向上述胶液中添加1-7份导电剂并以2000-4000rpm的转速搅拌1.5-2.5h，制得导电液；
3）、向上述导电液中添加10-92份SiO负极粉末，以400-1200rpm的转速搅拌8-12min后，再以2000-4000rpm的转速搅拌50-70min，然后加入1-20份石墨材料，以400-1200rpm的转速搅拌8-12min后，添加去离子水调节溶液粘度为800-2000 mPa·s，以2000-4000rpm转速搅拌50-70min，添加2-9份丁苯橡胶，以2000-4000rpm转速搅拌1.5-2.5h，再以400-1200rpm转速搅拌25-35min，去泡，过120目筛后制得浆料，控制浆料的水分使浆料固含量控制在40-50wt%，粘度为1000-2000 mPa·s；
4）、将过筛后的浆料涂布于负极集流体上，其中涂布温度80-90℃，涂布速度2.5m/min，涂布过程中伴随鼓风，涂布车间控制水分含量在100ppm以下；
5）、将负极集流体进行真空高温聚合处理，其中温度为100-130℃，相对真空度值小于等于-0.1MPa，处理时间10-120min；
6）、对涂布于负极集流体上的浆料进行辊压，控制浆料的压实密度为1.1-2.0g/cm3，制得负极片半成品；
7）、将辊压后的负极片半成品冲裁成设计尺寸；
上述各物质的份数均为质量份。
2.如权利要求1所述的含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，其特征在于：所述石墨材料为硬碳、软碳、天然石墨、人造石墨中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，其特征在于：所述导电剂为Super P导电剂。
4.如权利要求1所述的含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，其特征在于：所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:1:3。
5.如权利要求1所述的含有高比容量硅基负极复合粘结剂的负极片的制备方法，其特征在于：所述羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和丁苯橡胶的质量比为2:2:3。
CN201610041306.0A 2016-01-21 2016-01-21 一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法 Active CN106058259B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610041306.0A CN106058259B (zh) 2016-01-21 2016-01-21 一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610041306.0A CN106058259B (zh) 2016-01-21 2016-01-21 一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106058259A CN106058259A (zh) 2016-10-26
CN106058259B true CN106058259B (zh) 2018-07-27

Family

ID=57484179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610041306.0A Active CN106058259B (zh) 2016-01-21 2016-01-21 一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106058259B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110313089B (zh) * 2017-03-31 2023-04-14 松下控股株式会社 非水电解质二次电池用负极和非水电解质二次电池
KR102248864B1 (ko) 2017-04-06 2021-05-06 주식회사 엘지화학 이차 전지용 음극 및 이의 제조 방법
CN107565089A (zh) * 2017-08-02 2018-01-09 天津市捷威动力工业有限公司 一种制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法及电池
CN107863497A (zh) * 2017-09-11 2018-03-30 深圳市比克动力电池有限公司 锂离子电池硅负极材料及其制备方法和应用
CN108899543B (zh) * 2018-06-11 2020-10-13 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池复合石墨负极的合浆工艺
CN109728305B (zh) * 2018-08-31 2021-05-07 郑州中科新兴产业技术研究院 一种用于硅碳负极材料的复合型粘结剂及其制备方法
CN109860538B (zh) * 2018-12-20 2022-07-29 天津市捷威动力工业有限公司 一种锂电池硅碳负极浆料及其制备方法、锂离子电池
CN110190258B (zh) * 2019-06-06 2022-05-10 上海电气集团股份有限公司 硅碳复合材料水性复合浆料及其制备方法、锂离子电池
CN110350196B (zh) * 2019-06-27 2022-07-05 东华大学 一种复合粘结剂、硅基负极片及其制备方法
CN111244454A (zh) * 2019-10-10 2020-06-05 江苏正力新能电池技术有限公司 一种高比例硅负极水系复合粘结剂及其应用
CN111326738A (zh) * 2019-12-30 2020-06-23 江苏载驰科技股份有限公司 一种硅基负极材料用粘结剂及其制备方法
CN111834623A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 江西远东电池有限公司 一种锂离子电池硅系负极浆料的匀浆方法
CN112234163A (zh) * 2020-11-11 2021-01-15 珠海冠宇电池股份有限公司 一种负极片及锂离子电池
CN112447960B (zh) * 2020-12-01 2022-02-18 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种硅负极的制备方法及锂离子电池的制备方法
CN112736223A (zh) * 2021-02-03 2021-04-30 联动天翼新能源有限公司 一种低膨胀负极极片的制备方法
CN113755042A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 中山大学 一种二氧化钛涂层及其制备方法和应用
CN114242992A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 深圳市和盈新能电子有限公司 碳硅负极浆料的制备方法、碳硅负极浆料和锂离子电池
CN115548343A (zh) * 2022-10-20 2022-12-30 楚能新能源股份有限公司 一种锂离子电池负极及其制备方法
CN116093331B (zh) * 2023-04-06 2023-06-23 宁德新能源科技有限公司 二次电池和电子装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1854229A (zh) * 2005-04-28 2006-11-01 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池负极粘接剂及负极片制造方法
CN101165827A (zh) * 2007-08-29 2008-04-23 李青海 一种混合电化学电容器及其制造方法
CN101499530A (zh) * 2009-03-04 2009-08-05 深圳市崧鼎实业有限公司 一种高倍率充放电锂离子电池及其制备方法
CN101714656A (zh) * 2009-11-20 2010-05-26 东莞新能源科技有限公司 锂离子二次电池
CN102709524A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极极片制作方法
CN103326027A (zh) * 2013-05-29 2013-09-25 宁德新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极及锂离子电池
CN103779574A (zh) * 2014-01-21 2014-05-07 南京安普瑞斯有限公司 一种锂离子电池负极用粘结剂
CN104766976A (zh) * 2015-03-30 2015-07-08 深圳市斯盛能源股份有限公司 一种锂离子二次电池负极极片及其制备方法
CN105140521A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 深圳市斯诺实业发展有限公司 一种锂电池负极浆料的制备方法
CN105161675A (zh) * 2015-08-25 2015-12-16 田东 一种锂电池钛酸锂负极浆料的制备方法
CN105244509A (zh) * 2015-11-17 2016-01-13 天津市捷威动力工业有限公司 一种金属导电剂及使用该种导电剂的锂离子电池

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1854229A (zh) * 2005-04-28 2006-11-01 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池负极粘接剂及负极片制造方法
CN101165827A (zh) * 2007-08-29 2008-04-23 李青海 一种混合电化学电容器及其制造方法
CN101499530A (zh) * 2009-03-04 2009-08-05 深圳市崧鼎实业有限公司 一种高倍率充放电锂离子电池及其制备方法
CN101714656A (zh) * 2009-11-20 2010-05-26 东莞新能源科技有限公司 锂离子二次电池
CN102709524A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极极片制作方法
CN103326027A (zh) * 2013-05-29 2013-09-25 宁德新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极及锂离子电池
CN103779574A (zh) * 2014-01-21 2014-05-07 南京安普瑞斯有限公司 一种锂离子电池负极用粘结剂
CN104766976A (zh) * 2015-03-30 2015-07-08 深圳市斯盛能源股份有限公司 一种锂离子二次电池负极极片及其制备方法
CN105140521A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 深圳市斯诺实业发展有限公司 一种锂电池负极浆料的制备方法
CN105161675A (zh) * 2015-08-25 2015-12-16 田东 一种锂电池钛酸锂负极浆料的制备方法
CN105244509A (zh) * 2015-11-17 2016-01-13 天津市捷威动力工业有限公司 一种金属导电剂及使用该种导电剂的锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
锂离子电池硅基复合负极材料的研究;冯雪娇;《工程科技II辑》;20150715(第7期);第76页第1段，第79页第2段，第82页最后1段 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106058259A (zh) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106058259B (zh) 一种高比容量硅基负极复合粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法
CN108767195A (zh) 一种孔隙结构可调的硅基电极及其制备方法
CN104282881B (zh) 一种软包锂离子电池硅负极及其制造方法
CN106159271B (zh) 一种锂离子电池用原位交联聚合物粘结剂及其制备的电极
CN106299291A (zh) 一种超低温磷酸铁锂动力电池及其制备方法
CN108520978A (zh) 一种锂离子电池补锂工艺
CN104795541B (zh) 一种锂离子电池负极浆料制备方法
CN109891637A (zh) 用于锂离子电池的阴极浆料
CN103000882B (zh) 一种铅碳电池负极铅膏及其制备方法
CN107863497A (zh) 锂离子电池硅负极材料及其制备方法和应用
CN106711461A (zh) 一种球形多孔硅碳复合材料及其制备方法与用途
CN105304858A (zh) 锂离子电池及其负极片及制备方法
CN104600244A (zh) 一种多层正极片、正极片的制作方法以及锂离子电池
CN104766944B (zh) 一种锂离子二次电池负极极片及制备方法
JP3080227B2 (ja) リチウムイオン高分子二次電池の製造方法
CN104877593B (zh) 一种锂离子电池负极粘结剂、负极以及电池
CN101127394A (zh) 一种含有石墨的锂二次电池负极及其制造方法
CN107230772B (zh) 一种高镍三元材料用复合粘结剂和正极浆料及其制备方法
CN108682862A (zh) 一种锂离子电池硅基负极片的制备方法
CN106920917A (zh) 一种电极浆料的制备方法
CN106450336A (zh) 一种锂离子电池负极浆料及其制备方法
CN110492066A (zh) 一种快速充电的锂离子电池负极片及其制备方法
CN104795568A (zh) 一种锂离子动力电池负极浆料制备方法
CN106602071B (zh) 一种钠离子电池正极浆料及其制备方法
CN109686979B (zh) 一种硅碳负极材料浆料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 311215 Xiaoshan economic and Technological Development Zone, Zhejiang District, No. two road, building No. 855, No.

Applicant after: Wanxiang 123 Co Ltd

Applicant after: Wanxiang Group Corporation

Address before: 311215 Xiaoshan economic and Technological Development Zone, Zhejiang, No. two road, building No. 118, No.

Applicant before: Universal A 1 System Co., Ltd

Applicant before: Wanxiang Group Corporation

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211112

Address after: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Wanxiang 123 Co., Ltd

Address before: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: Wanxiang 123 Co., Ltd

Patentee before: Wanxiang Group Co., Ltd

TR01 Transfer of patent right