一种硅氧负极浆料及其制备方法技术

本申请公开了一种硅氧负极浆料，包括：硅氧活性物质97.5

【技术实现步骤摘要】
一种硅氧负极浆料及其制备方法


[0001]本申请涉及锂电池
，特别是涉及一种硅氧负极浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有的负极浆料通常为石墨主材，但伴随着锂电池技术的快速发展，对电池容量提出了更高的要求，需要开发高能量密度电芯，石墨已不能满足要求。
[0003]硅的比容量相比石墨高约十余倍，受到了锂电池行业极大的关注。但硅主材本身的体积膨胀问题限制了它的应用。
[0004]为解决硅主材本身的体积膨胀问题，一般常用的改性方法有材料纳米化、碳包覆等技术。硅氧活性物质SiOx(0＜x≤2)相比纯Si而言，具有更小的体积变化。但SiOx材料本身电子导电性差，需要添加电性能优异的导电材料，如碳纳米管、石墨烯等。
[0005]而负极浆料中需要加入纳米级材料SiOx、纳米级的导电剂等，对负极浆料的加工工艺提出了更高要求。目前的加工方案，都存在步骤复杂、需要分次混合的问题。因此，如何开发一种简单的加工工艺，又能满足负极浆料的性能需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的第一个目的为提供一种硅氧负极浆料；本专利技术的第二个目的为提供上述硅氧负极浆料的制备方法；本申请提供的硅氧负极浆料，不含有传统的粘结剂丁苯橡胶乳液胶SBR，其浆料固含量为26％
‑
30％，粘度控制在6000
‑
10000mPa.s，相比传统负极浆料的固含量更低同时粘度更高，稳定性更好，能够有效改善浆料分散效果、避免浆料团聚等问题，且制备方法简单、能够满足锂电池的加工要求。
[0007]本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一种硅氧负极浆料，包括：
[0009]硅氧活性物质97.5
‑
98.5重量份；
[0010]羧甲基纤维素1.5
‑
3.5重量份；
[0011]导电剂1.0
‑
2.5重量份；
[0012]去离子水70
‑
74重量份。
[0013]优选地，硅氧活性物质具体为SiO2、SiO
1.3
、SiO
1.0
、SiO
0.85
、SiO
0.4
中的任意一种或多种；
[0014]导电剂具体为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯中的任意一种或多种。
[0015]优选地，浆料固含量为26
‑
30％，粘度6000
‑
10000mPa.s。
[0016]一种上述任一项所述的硅氧负极浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将羧甲基纤维素与导电剂第一混匀；
[0018]加入去离子水，第二混匀，然后第一抽真空并搅拌，得到导电胶浆料；
[0019]将导电胶浆料分次与硅氧活性物质混合，前一部分加入的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀后，再加入下一部分导电胶浆料；
[0020]全部混匀后，第二抽真空并搅拌，过筛，制得硅氧负极浆料。
[0021]优选地，导电胶浆料分3次与硅氧活性物质混合，第一次取导电胶浆料总重量15
‑
20％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；
[0022]第二次取总重量8
‑
12％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；
[0023]第三次将剩余的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀。
[0024]优选地，第一次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，固含量为69
‑
75％；
[0025]第二次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，固含量为60
‑
65％；
[0026]第三次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，固含量为26
‑
30％。
[0027]优选地，导电胶浆料分4
‑
5次与硅氧活性物质混合，第一次取总重量15
‑
20％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；
[0028]第二次取总重量5
‑
10％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；
[0029]第三次取总重量5
‑
10％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀，或第三次与第四次分别取总重量5
‑
10％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；
[0030]最后一次将剩余的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀。
[0031]优选地，第一次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，搅拌混匀，搅拌公转10
‑
20rpm，搅拌自转300
‑
600rpm，时间60
‑
120min；
[0032]第二次，或第二次至第三次，或第二次至第四次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，搅拌混匀，搅拌公转15
‑
25rpm，搅拌自转1000
‑
1600rpm，时间30
‑
60min；
[0033]最后一次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，搅拌混匀，搅拌公转20
‑
25rpm，搅拌自转1000
‑
1600rpm，时间30
‑
60min。
[0034]优选地，采用75
‑
100μm的滤网过筛。
[0035]优选地，第一混匀时，搅拌公转10
‑
20rpm，搅拌自转300
‑
600rpm，时间10
‑
45min，搅拌温度≤45℃；
[0036]第二混匀时，搅拌公转15
‑
25rpm，搅拌自转1000
‑
1600rpm，时间90
‑
180min；
[0037]第一抽真空后继续搅拌，搅拌公转10
‑
20rpm，搅拌自转400
‑
800rpm，时间30
‑
60min；
[0038]第二抽真空后继续搅拌，搅拌公转10
‑
20rpm，搅拌自转400
‑
800rpm，时间30
‑
60min。
[0039]本申请提供一种硅氧负极浆料，是水性浆料，包括硅氧活性物质、羧甲基纤维素、导电剂、去离子水，而不含有传统的粘结剂丁苯橡胶乳液胶SBR。本申请提供的硅氧负极浆料，固含量为26％
‑
30％，相比传统负极浆料的固含量更低，其浆料粘度控制在6000
‑
10000mPa.s，相比传统负极浆料粘度更高，稳定性更好，能够有效改善浆料分散效果、避免浆料团聚等问题。
[0040]本申请所用的硅氧活性物质(SiOx，0＜x≤2)，具体可以是SiO2、SiO
1.3
、SiO
1.0
、SiO
0.85
、SiO
0.4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅氧负极浆料，其特征在于，包括：硅氧活性物质97.5
‑
98.5重量份；羧甲基纤维素1.5
‑
3.5重量份；导电剂1.0
‑
2.5重量份；去离子水70
‑
74重量份。2.根据权利要求1所述的硅氧负极浆料，其特征在于，硅氧活性物质具体为SiO2、SiO
1.3
、SiO
1.0
、SiO
0.85
、SiO
0.4
中的任意一种或多种；导电剂具体为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的硅氧负极浆料，其特征在于，浆料固含量为26
‑
30％，粘度6000
‑
10000mPa.s。4.一种权利要求1
‑
3中任一项所述的硅氧负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将羧甲基纤维素与导电剂第一混匀；加入去离子水，第二混匀，然后第一抽真空并搅拌，得到导电胶浆料；将导电胶浆料分次与硅氧活性物质混合，前一部分加入的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀后，再加入下一部分导电胶浆料；全部混匀后，第二抽真空并搅拌，过筛，制得硅氧负极浆料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，导电胶浆料分3次与硅氧活性物质混合，第一次取导电胶浆料总重量15
‑
20％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；第二次取总重量8
‑
12％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；第三次将剩余的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀。6.根据权利要求5所述的硅氧负极浆料的制备方法，其特征在于，第一次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，固含量为69
‑
75％；第二次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，固含量为60
‑
65％；第三次将导电胶浆料与硅氧活性物质混合后，固含量为26
‑
30％。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，导电胶浆料分4
‑
5次与硅氧活性物质混合，第一次取总重量15
‑
20％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；第二次取总重量5
‑
10％的导电胶浆料与硅氧活性物质混匀；第三次取总重量5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈黄，王林桥，钟欣，李雄成，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：