一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑及含有該粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池粘結(jié)劑領(lǐng)域，公開了一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑及含有該粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法。所述高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑包括羧甲基纖維素鈉5-50wt%、聚丙烯酸5-30wt%和丁苯橡膠20-90wt%。所述負(fù)極片制備方法包括配膠、加導(dǎo)電劑、加主材料、過篩、涂布、高溫聚合處理、輥壓和沖片。本發(fā)明的復(fù)合粘結(jié)劑能夠解決現(xiàn)有硅基負(fù)極材料在鋰離子嵌入脫出過程中伴隨的巨大體積變化而導(dǎo)致電池循環(huán)壽命較短的技術(shù)難題。
【專利說明】
_種局比容量娃基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑及含有該粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及電池粘結(jié)劑領(lǐng)域，尤其涉及一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑及含有該粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅嵌鋰?yán)碚撊萘扛哌_(dá)4200mAh/g，是目前商業(yè)化負(fù)極石墨材料(理論容量372mAh/g)的10倍以上，有重要應(yīng)用前景。但經(jīng)過數(shù)次充放電循環(huán)，硅材料體積膨脹率高達(dá)300%(遠(yuǎn)高于石墨10%)。巨大的體積效應(yīng)引起硅材料發(fā)生粉化，活性物質(zhì)從集流體上脫落，造成電池循環(huán)穩(wěn)定性非常差，是國際學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界非常關(guān)注的熱點(diǎn)問題。
[0003]針對硅材料在脫嵌鋰前后伴隨有巨大體積變化從而導(dǎo)致電池性能迅速衰減問題的一個解決辦法是將硅(合金)與石墨等進(jìn)行混合制得硅碳復(fù)合材料。在保證硅的較大容量的前提下，利用石墨具有較大比表面積的優(yōu)點(diǎn)，石墨材料可彈性緩沖硅(合金)材料在充放電過程中體積的膨脹和縮小。硅碳復(fù)合材料與碳材料相比，一方面，通過硅(合金)的添加提高了嵌鋰容量;另一方面，碳材料的引入緩沖了硅的膨脹，提高了電子導(dǎo)電性。
[0004]針對硅材料存在的體積膨脹問題，另一解決辦法是采用抑制其膨脹的粘接劑。
[0005]目前，運(yùn)用非常廣泛的電極粘接劑為聚偏二氟乙烯(PVDF)，PVDF具有非常高的粘結(jié)力，但是PVDF與電解液中的丙烯碳酸酯作用時(shí)容易發(fā)生溶脹，造成電極結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)粘結(jié)劑的粘結(jié)力降低，從而導(dǎo)致電池性能下降，電池的循環(huán)性能變差。另一種常用的粘接劑為丁苯橡膠(SBR)，SBR具有優(yōu)異的彈性能力，但SBR的粘結(jié)力較差，使得活性物質(zhì)顆粒與活性物質(zhì)顆粒之間、活性物質(zhì)與集流體之間的粘結(jié)效果一般，目前還無法滿足抑制硅負(fù)極膨脹的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑及含有該粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法。本發(fā)明的復(fù)合粘結(jié)劑能夠解決現(xiàn)有娃基負(fù)極材料在鋰離子嵌入脫出過程中伴隨的巨大體積變化而導(dǎo)致電池循環(huán)壽命較短的技術(shù)難題。
[0007]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉5-50wt%、聚丙烯酸5-30wt%和丁苯橡膠20-90wt%。
[0008]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，羧甲基纖維素鈉的電化學(xué)窗口寬，不會影響鋰離子在活性材料中的嵌入脫出。羧甲基纖維素鈉機(jī)械強(qiáng)度大，但缺乏彈性，所以本發(fā)明選用具有高彈性的丁苯橡膠乳液與羧甲基纖維素鈉一起使用，能夠互相彌補(bǔ)缺點(diǎn)。羧甲基纖維素鈉中的羧基能夠與S1表面的羥基之間形成共價(jià)鍵，相比于PVDF與活性物質(zhì)之間微弱的范德華力，這種共價(jià)鍵更有利于穩(wěn)定電極結(jié)構(gòu)。此外，無定型結(jié)構(gòu)的聚丙稀酸能在S1顆粒表面形成一層均勻的保護(hù)膜，而且它與S1之間還存在鍵合作用，這些特性共同作用穩(wěn)定了電極的結(jié)構(gòu)，使得Si O具有較好的電化學(xué)性能。對以上三種材料的配比嚴(yán)格控制，在三種材料協(xié)同作用下，可顯著提高硅基負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性能，并且負(fù)極不易膨脹。
[0009]作為優(yōu)選，所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:1:3。
[0010]作為優(yōu)選，所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:2:3。
[0011]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
1)、將0.5-5份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以2000-4000印!11的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加0.5-3份聚丙烯酸使液體中固含量為5-25的％，在400-1200印111轉(zhuǎn)速下攪拌25-35min，去泡，制得膠液。
[0012]2)、向上述膠液中添加1-7份導(dǎo)電劑并以2000-4000印111的轉(zhuǎn)速攪拌1.5-2.5h，制得導(dǎo)電液。
[0013]3)、向上述導(dǎo)電液中添加10-92份S1負(fù)極粉末，以400-1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌8-12min后，再以2000-4000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌50-70min，然后加入1-20份石墨材料，以400-1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌8-12min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為800-2000 mPa.8，以2000_4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌50-70min，添加2-9份丁苯橡膠，以2000-4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌1.5-2.5h，再以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌25-35min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在40-50wt%，粘度為 1000-2000 mPa.S。
[0014]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度80-900C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0015]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為100_130°C，相對真空度值小于等于_0.1MPa，處理時(shí)間10_120min。
[0016]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.1-2.0g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0017]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0018]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0019]在負(fù)極片的制備過程中，各步驟的攪拌速率具有非常重要的作用，在個別步驟中若攪拌速率過高，會導(dǎo)致原料發(fā)生團(tuán)聚，無法完全溶解，從而影響負(fù)極片性能;若攪拌速率過低，則又會導(dǎo)致攪拌不充分，粘度達(dá)不到要求。
[0020]作為優(yōu)選，所述石墨材料為硬碳、軟碳、天然石墨、人造石墨中的一種或多種。
[0021]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電劑為SuperP導(dǎo)電劑。
[0022]作為優(yōu)選，所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:1:3。
[0023]作為優(yōu)選，所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:2:3。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的復(fù)合粘結(jié)劑能夠解決現(xiàn)有硅基負(fù)極材料在鋰離子嵌入脫出過程中伴隨的巨大體積變化而導(dǎo)致電池循環(huán)壽命較短的技術(shù)難題。
【附圖說明】
[0025]圖1為電池循環(huán)曲線對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0027]實(shí)施例1
一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠。其中所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:1:3。
[0028]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
I)、將3.3份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加1.7份聚丙烯酸使液體中固含量為15的％，在800印111轉(zhuǎn)速下攪拌301^11，去泡，制得膠液。
[0029]2)、向上述膠液中添加4份Super P導(dǎo)電劑并以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，制得導(dǎo)電液。
[°03°] 3)、向上述導(dǎo)電液中添加51份S1負(fù)極粉末，以800印111的轉(zhuǎn)速攪拌10111；[11后，再以3000印111的轉(zhuǎn)速攪拌6()1]1；[11，然后加入2.5份硬碳石墨材料、2.5份軟碳石墨材料、2.5份天然石墨、2.5份人造石墨，以800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為1400mPa.S，以3000rpm轉(zhuǎn)速攪拌60min，添加5份丁苯橡膠，以3000rpm轉(zhuǎn)速攪拌2h，再以800rpm轉(zhuǎn)速攪拌30min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在45wt%，粘度為1500 mPa.S。
[0031 ] 4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，涂布溫度85 0C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0032]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為115°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間65min。
[0033]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.65g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0034]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0035]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0036]實(shí)施例2
一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠。其中所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:2:3。
[0037]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
1)、將2.85份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以2800rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加2.85份聚丙烯酸使液體中固含量為5的％，在800印111轉(zhuǎn)速下攪拌301^11，去泡，制得膠液。
[0038]2)、向上述膠液中添加4份Super P導(dǎo)電劑并以2800pm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，制得導(dǎo)電液。
[0039]3)、向上述導(dǎo)電液中添加50份S1負(fù)極粉末，以800印111的轉(zhuǎn)速攪拌10111；[11后，再以2800印111的轉(zhuǎn)速攪拌6()1]1；[11，然后加入2.5份硬碳石墨材料、2.5份軟碳石墨材料、2.5份天然石墨、2.5份人造石墨，以800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為1400mPa.S，以2800印111轉(zhuǎn)速攪拌60111；[11，添加4.3份丁苯橡膠，以2800rpm轉(zhuǎn)速攪拌2h，再以800rpm轉(zhuǎn)速攪拌30min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在45?^%，粘度為1500 mPa.S。
[0040]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度85°C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0041]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為115°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間65min。
[0042]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.6g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0043]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0044]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0045]實(shí)施例3
一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉5wt%、聚丙烯酸30wt%和丁苯橡膠65wt%。
[0046]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
I)、將0.5份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以2000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加3份聚丙烯酸使液體中固含量為5wt%，在400rpm轉(zhuǎn)速下攪拌35min，去泡，制得膠液。
[0047]2)、向上述膠液中添加I份Super P導(dǎo)電劑并以2000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2.5h，制得導(dǎo)電液。
[0048]3)、向上述導(dǎo)電液中添加92份S1負(fù)極粉末，以400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌12min后，再以2000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌70min，然后加入I份為天然石墨，以400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌12min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為800 mPa.s，以2000rpm轉(zhuǎn)速攪拌70min，添加6.5份丁苯橡膠，以2000rpm轉(zhuǎn)速攪拌2.5h，再以400rpm轉(zhuǎn)速攪拌35min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在40wt%，粘度為1000 mPa.S。
[0049]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度80°C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0050]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為100°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間120min。
[0051]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.lg/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0052]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0053]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0054]實(shí)施例4
一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉50wt%、聚丙烯酸5wt%和丁苯橡膠45wt%。
[0055]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
I)、將5份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以4000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加0.5份聚丙烯酸使液體中固含量為25wt%，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌25min，去泡，制得膠液。
[°°56] 2)、向上述膠液中添加7份Super P導(dǎo)電劑并以4000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1.5h，制得導(dǎo)電液。
[0057]3)、向上述導(dǎo)電液中添加10份S1負(fù)極粉末，以1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌8min后，再以4000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌50min，然后加入20份為人造石墨，以1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌8min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為2000 mPa.s，以4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌50min，添加4.5份丁苯橡膠，以4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌1.5h，再以1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌25min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在50wt%，粘度為2000 mPa.S。
[0058]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度90°C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0059]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為130°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間1min。
[0060]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為2.0g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0061]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0062]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0063]實(shí)施例5
一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉50wt%、聚丙烯酸30wt%和丁苯橡膠20wt%。
[0064]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
I)、將5份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以2000-4000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，
攪拌均勻后添加3份聚丙烯酸使液體中固含量為20wt%，在600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌25min，去泡，制得膠液。
[0065]2)、向上述膠液中添加3份Super P導(dǎo)電劑并以2500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，制得導(dǎo)電液。
[0066]3)、向上述導(dǎo)電液中添加80份Si O負(fù)極粉末，以600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌9min后，再以2500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌60min，然后加入5份硬碳石墨材料、5份軟碳石墨材料，以600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌9min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為1000 mPa.s，以2500rpm轉(zhuǎn)速攪拌60min，添加2份丁苯橡膠，以2500rpm轉(zhuǎn)速攪拌2h，再以600rpm轉(zhuǎn)速攪拌30min，去泡，過120目篩后制得楽料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在40wt%，粘度為1200 mPa.S。
[0067]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度85°C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0068]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為110°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間60min。
[0069]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.5g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0070]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0071 ]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0072]實(shí)施例6
一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉5wt%、聚丙烯酸5wt%和丁苯橡膠90wt%。
[0073]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
I)、將0.5份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以2000-4000印!11的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加0.5份聚丙烯酸使液體中固含量為10的％，在900印111轉(zhuǎn)速下攪拌251^11，去泡，制得膠液。
[0074]2)、向上述膠液中添加5份Super P導(dǎo)電劑并以3500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，制得導(dǎo)電液。
[0075]3)、向上述導(dǎo)電液中添加50份Si O負(fù)極粉末，以900rpm的轉(zhuǎn)速攪拌9min后，再以3500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌60min，然后加入5份人造石墨，以900rpm的轉(zhuǎn)速攪拌9min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為1500 mPa.s，以3500rpm轉(zhuǎn)速攪拌60min，添加9份丁苯橡膠，以3500rpm轉(zhuǎn)速攪拌2h，再以900rpm轉(zhuǎn)速攪拌25min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在50wt%，粘度為1600 mPa.S。
[0076]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度80°C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0077]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為120°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間40min。
[0078]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.8g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0079]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0080]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0081]對比例
一種高比容量硅基負(fù)極粘結(jié)劑，包括羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠。其中所述羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2: 3。
[0082]—種含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
I)、將3.3份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水使液體中固含量為15wt%，并以
3000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌均勾，接著在800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌30min，去泡，制得膠液。
[0083]2)、向上述膠液中添加4份Super P導(dǎo)電劑并以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，制得導(dǎo)電液。
[0084]3)、向上述導(dǎo)電液中添加51份S1負(fù)極粉末，以800印111的轉(zhuǎn)速攪拌10111；[11后，再以3000印111的轉(zhuǎn)速攪拌6()1]1；[11，然后加入2.5份硬碳石墨材料、2.5份軟碳石墨材料、2.5份天然石墨、2.5份人造石墨，以800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為1400mPa.S，以3000rpm轉(zhuǎn)速攪拌60min，添加5份丁苯橡膠，以3000rpm轉(zhuǎn)速攪拌2h，再以800rpm轉(zhuǎn)速攪拌30min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在45wt%，粘度為1500 mPa.S。
[0085]4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，涂布溫度85 0C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在I OOppm以下。
[0086]5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為115°C，相對真空度值小于等于-0.1MPa，處理時(shí)間65min。
[0087]6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.65g/cm3，制得負(fù)極片半成品。
[0088]7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸。
[0089]上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0090]性能測試對實(shí)施例1、實(shí)施例2以及對比例中的負(fù)極片組裝成電池后，對電池的循環(huán)性能進(jìn)行測試，如圖1所示，圖中A sample代表實(shí)施例1的負(fù)極片組成后的電池的循環(huán)曲線，B sample代表實(shí)施例的負(fù)極片組成后的電池的循環(huán)曲線，Control代表對比例的負(fù)極片組成后的電池的循環(huán)曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1與實(shí)施例2的負(fù)極片組裝后的電池的負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性能更高，在循環(huán)次數(shù)達(dá)到375-400之后還能保持大約88%，而對比例在175-200次之間就僅剩88%。
[0091]本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備;本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0092]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，其特征在于:包括羧甲基纖維素鈉5-50wt%、聚丙烯酸5-30wt%和丁苯橡膠20-90wt%。2.如權(quán)利要求1所述的一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:1:3。3.如權(quán)利要求1所述的一種高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:2: 3。4.一種含有如權(quán)利要求1所述的高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、將0.5-5份羧甲基纖維素鈉粉末添加到去離子水中并以2000-4000印!11的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后添加0.5-3份聚丙烯酸使液體中固含量為5-25的％，在400-1200印111轉(zhuǎn)速下攪拌25-35min，去泡，制得膠液； 2)、向上述膠液中添加1-7份導(dǎo)電劑并以2000-4000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1.5-2.5h，制得導(dǎo)電液； 3)、向上述導(dǎo)電液中添加10-92份S1負(fù)極粉末，以400-1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌8-12min后，再以2000-4000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌50-70min，然后加入1-20份石墨材料，以400-1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌8-12min后，添加去離子水調(diào)節(jié)溶液粘度為800-2000 mPa.s，以2000-4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌50-70min，添加2_9份丁苯橡膠，以 2000_4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌1.5_2.5h，再以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌25-35min，去泡，過120目篩后制得漿料，控制漿料的水分使?jié){料固含量控制在40-5(^七％，粘度為1000-2000 mPa.s ； 4)、將過篩后的漿料涂布于負(fù)極集流體上，其中涂布溫度80-90°C，涂布速度2.5m/min，涂布過程中伴隨鼓風(fēng)，涂布車間控制水分含量在10ppm以下； 5)、將負(fù)極集流體進(jìn)行真空高溫聚合處理，其中溫度為100-130°C，相對真空度值小于等于-0.1]\0^，處理時(shí)間10-12011^11; 6)、對涂布于負(fù)極集流體上的漿料進(jìn)行輥壓，控制漿料的壓實(shí)密度為1.1-2.0g/cm3，制得負(fù)極片半成品； 7)、將輥壓后的負(fù)極片半成品沖裁成設(shè)計(jì)尺寸； 上述各物質(zhì)的份數(shù)均為質(zhì)量份。5.如權(quán)利要求4所述的含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，其特征在于:所述石墨材料為硬碳、軟碳、天然石墨、人造石墨中的一種或多種。6.如權(quán)利要求4所述的含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，其特征在于:所述導(dǎo)電劑為Super P導(dǎo)電劑。7.如權(quán)利要求4所述的含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，其特征在于:所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:1:3。8.如權(quán)利要求4所述的含有高比容量硅基負(fù)極復(fù)合粘結(jié)劑的負(fù)極片的制備方法，其特征在于:所述羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸和丁苯橡膠的質(zhì)量比為2:2:3。
【文檔編號】H01M10/0525GK106058259SQ201610041306
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年1月21日 公開號201610041306.0, CN 106058259 A, CN 106058259A, CN 201610041306, CN-A-106058259, CN106058259 A, CN106058259A, CN201610041306, CN201610041306.0
【發(fā)明人】石先興, 王慧敏, 嚴(yán)紅, 呂豪杰
【申請人】萬向A一二三系統(tǒng)有限公司, 萬向集團(tuán)公司