一种改性硅基负极极片及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114122331A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111399973.3(22)申请日2021.11.19(71)申请人蜂巢能源科技(无锡)有限公司地址214100江苏省无锡市锡山经济开发区东部园大成路1066号(72)发明人蔡挺威秦士林肖强张耀法张超马忠龙(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/1395(2010.01)H01M4/134(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/42(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种改性硅基负极极片及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种改性硅基负极极片及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)对硅基材料进行氨基化处理，得到氨基化硅基材料；(2)将氨基化硅基材料、导电剂和粘结剂干法混合，经剪切纤维化及辊压得到负极膜片，将所述负极膜片与集流体复合得到所述改性硅基负极极片，本发明通过将硅基负极表面氨基化，加强粘结剂与负极材料之间的氢键作用力，提高两者的粘结力，改善干法负极的极片性能，从而改善电池性能。CN114122331ACN114122331A权利要求书1/1页1.一种改性硅基负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)对硅基材料进行氨基化处理，得到氨基化硅基材料；(2)将氨基化硅基材料、导电剂和粘结剂干法混合，经剪切纤维化及辊压得到负极膜片，将所述负极膜片与集流体复合得到所述改性硅基负极极片。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅基材料包括单质硅和/或硅氧化物；优选地，所述硅基材料的中值粒径D50为0.01～100μm，优选为0.05～10μm。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氨基化处理包括将氨基化溶液和硅基材料混合，经高温回流、静置、洗涤及干燥得到表面氨基化的硅基材料；优选地，所述氨基化溶液包括氨水、硝酸铵溶液、乙酸铵溶液或碳酸铵溶液中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述高温回流的温度为60～120℃。4.如权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氨基化溶液的质量浓度为20～50％；优选地，所述硅基材料和氨基化溶液中溶质的质量比为1:(10～100)。5.如权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述导电剂包括SP、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯或碳纤维中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述粘结剂为可纤维化粘结剂；优选地，所述粘结剂包括PTFE和/或PVDF。6.如权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氨基化硅基材料、导电剂和粘结剂的质量比为(0.1～90):(0.1～10):(0.2～20)，优选为(1～20):(0.5～5):(0.5～10)；优选地，所述干法混合还包括加入石墨；优选地，所述石墨包括人造石墨、天然石墨或中间相碳微球中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述石墨和氨基化硅基材料的质量比为(70～90):(1～20)；优选地，所述干法混合的露点温度≤‑30℃。7.如权利要求1‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述剪切纤维化包括球磨、磁力搅拌、螺杆挤出、气流粉碎或挤压中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述辊压的温度为80～200℃，优选为100～150℃；优选地，所述辊压的次数为1～10次，优选为1～2次。8.如权利要求1‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述集流体包括铜箔、涂炭铜箔、不锈钢箔、泡沫镍、泡沫铜或碳纤维纸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述复合包括将负极膜片附在集流体的一侧或两侧，加热辊压复合；优选地，所述加热辊压的温度为80～200℃，优选为100～150℃；优选地，所述加热辊压的次数为1～10次，优选为1～2次。9.一种改性硅基负极极片，其特征在于，所述改性硅基负极极片通过如权利要求1‑8任一项所述方法制得。10.一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的改性硅基负极极片。2CN114122331A说明书1/7页一种改性硅基负极极片及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种改性硅基负极极片及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着电动汽车市场的不断发展以及人们对电动汽车性能要求的不断提升，迫切需要开发具有高能量密度、高安全性、长循环寿命、低成本的动力电池。为实现动力电池能量密度的提升，开发具有高比容量的硅基负极体系已成为行业和市场的重点方向。现阶段硅基负极面临的主要问题在于：硅基材料巨大的体积