一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池.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(10)申请公布号CNCN103811719103811719A(43)申请公布日2014.05.21(21)申请号201210445842.9(22)申请日2012.11.09(71)申请人华为技术有限公司地址518129广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼(72)发明人张麒(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫熊永强(51)Int.Cl.H01M4/134(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书10页说明书10页附图1页附图1页(54)发明名称一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池(57)摘要本发明实施例提供了一种锂离子电池硅负极极片，包括集流体和涂覆在集流体上的硅负极活性材料层，硅负极活性材料层的材质包括硅材料、粘结剂、导电剂和造孔剂，造孔剂为接枝吸电子基团的碳酸乙烯酯或其同系物形成的聚合物，造孔剂占硅负极活性材料总重量的5%~25%。造孔剂在低电位下可被还原分解生成气体和碳酸锂，气体逸出后在硅负极极片上造孔，形成具有多孔结构的锂离子电池硅负极极片，多孔结构的存在能为硅材料在充放电过程中出现的膨胀预留空间，因此能够保证硅材料之间具有较好的连接性以及硅材料与导电剂之间具有良好的连接性。本发明实施例还提供了一种锂离子电池硅负极极片的制备方法以及包含该锂离子电池硅负极极片的锂离子电池。CN103811719ACN103879ACN103811719A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，包括集流体和涂覆在所述集流体上的硅负极活性材料层，所述硅负极活性材料层的材质包括硅材料、粘结剂、导电剂和造孔剂，所述造孔剂为接枝吸电子基团的碳酸乙烯酯或其同系物形成的聚合物，所述造孔剂占硅负极活性材料总重量的5%~25%。2.如权利要求1所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述造孔剂为至少含有以下通式Ⅰ的聚合物中的一种或几种的聚合物颗粒，通式Ⅰ：其中，R为H或C1~C6的链状烷基，R’为NO2、CN或卤素，n为10~10000的整数。3.如权利要求1所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述造孔剂具有500~1000000的重均分子量。4.如权利要求1所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述硅材料为硅纳米颗粒、硅合金材料、硅氧碳复合材料或纳米硅/二氧化硅复合物。5.如权利要求1所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述硅材料、粘结剂和导电剂分别占硅负极活性材料总重量的60%~90%、4%~10%和1%~5%。6.如权利要求1所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述硅负极活性材料层的厚度为30~200μm。7.一种锂离子电池硅负极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取硅材料、粘结剂、导电剂和造孔剂组成硅负极浆料固体配料组分，将所述固体配料组分在有机溶剂中分散，搅拌，制得硅负极浆料，所述造孔剂为接枝吸电子基团的碳酸乙烯酯或其同系物形成的聚合物，所述造孔剂占所述硅负极浆料固体配料组分总重量的5%~25%；（2）将所述硅负极浆料涂覆于集流体表面，进行干燥和辊压，制得锂离子电池硅负极极片。8.如权利要求7所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述造孔剂为至少含有以下通式Ⅰ的聚合物中的一种或几种的聚合物颗粒，通式Ⅰ：其中，R为H或C1~C6的链状烷基，R’为NO2、CN或卤素，n为10~10000的整数。9.如权利要求7所述的一种锂离子电池硅负极极片，其特征在于，所述造孔剂具有500~1000000的重均分子量。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池由如权利要求1~6中任一权利要求所述的锂离子电池硅负极极片、正极极片、隔膜、非水电解液和外壳组成，所述外壳为能够开口化成或有气囊的壳体。2CN103811719A说明书1/10页一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池。背景技术[0002]在众多的储能技术中，锂离子电池由于具有重量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高、无记忆效应、循环寿命长等优点，在手机、笔记本电脑等领域得到了广泛的应用。[0003]但目前智能手机和平板电脑等电子数码产品对锂离子电池的能量密度要求越来越高，而商用的负极材料石墨很难满足能量密度要求。硅材料的理论克容量为4200mAh/g，远高于石墨材料的理论克容量372mAh/g，但硅材料在充放电过程中体积膨胀大，使硅材料目前在软包装电池中难以商用化，具体表现在：（1）硅材料体积膨胀导