用于锂电池的负极及其制作方法技术

一种用于锂电池的负极，包含碳基膜及活性层

【技术实现步骤摘要】
用于锂电池的负极及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种用于锂电池的负极及其制作方法，特别是涉及一种含有硅复合材料的用于锂电池的负极及其制作方法
。

技术介绍

[0002]目前而言，石墨材料
(
软碳
)
因具有良好的结晶性与稳定性而被广泛地应用于锂电池的负极材料，然而随着业界对于锂电池的能量密度的要求越来越高，单纯由石墨材料构成的负极与来自正极的锂离子经氧化还原反应所释放出的理论电容量
(
约
372mAh/g)
逐渐无法符合需求；而硅因本身具有良好的理论电容量
(
约
4200mAh/g)
，以及容易取得等优势而被视为锂电池的负极材料的热门选择之一，然而，硅的导电率远低于石墨材料或其它碳材的导电率，且在硅负极产生锂化反应时会有体积膨胀的情况发生，使所述锂电池在进行充放电的过程中体积会产生大幅度的变化，而导致硅负极容易崩解
。
因此，如何结合前述两者
(
石墨材料
、
硅
)
的优势，进而提升锂电池的负极的电化学性能
(
例如放电容量
、
电容量保持性等
)
为相关领域的研究重点之一
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于锂电池的负极，而具有较良好的电化学性质
。
[0004]本专利技术用于锂电池的负极，包含碳基膜，及活性层
。
[0005]所述碳基膜具有多孔性结构
。
[0006]所述活性层披覆于所述碳基膜的表面及其多孔性结构的孔洞中，包括黏着剂
、
硅复合微粒，及导电添加剂，所述硅复合微粒各自具有由硅构成的核心，及披覆于所述核心的表面的披覆层，所述披覆层具有硅的氧化物及铝的氧化物，且所述硅复合微粒的硅含量不小于
80wt
％
。
[0007]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极，其中，所述碳基膜由碳纤维组成，所述黏着剂选自亲水性高分子材料，所述硅复合微粒的平均粒径不大于
100
μ
m。
[0008]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极，其中，所述碳基膜的表面经修饰而含有亲水性官能团
。
[0009]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极，其中，所述碳基膜的表面经修饰而含有含氮官能团
。
[0010]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极，其中，所述硅复合微粒取自回收的硅基太阳能板的硅基薄膜废料
。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供一种用于锂电池的负极的制作方法
。
[0012]本专利技术用于锂电池的负极的制作方法，包含提供步骤，活性层形成步骤，及干燥步骤
。
[0013]所述提供步骤提供具有多孔性结构的碳基膜，及活性溶液，所述活性溶液包含水
、
黏着剂
、
硅复合微粒，及导电添加剂，所述硅复合微粒具有由硅构成的核心，及一披覆于所
述核心的表面的披覆层，所述披覆层具有硅的氧化物及铝的氧化物，且所述硅复合微粒的硅含量不小于
80wt
％
。
[0014]所述活性层形成步骤是将所述碳基膜的表面与所述活性溶液接触，并以抽气过滤方式令所述活性溶液经由所述多孔性结构而自所述碳基膜的表面流至相反的另一表面，让所述碳基膜的表面及所述多孔性结构中均披覆所述活性溶液，以取得一负极半成品
。
[0015]所述干燥步骤是将所述负极半成品进行除水干燥，得到一用于锂电池的负极
。
[0016]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极的制作方法，其中，所述碳基膜由碳纤维组成，所述导电添加剂选自碳材，所述黏着剂选自亲水性高分子材料，所述硅复合微粒的平均粒径不大于
100
μ
m。
[0017]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极的制作方法，其中，所述硅复合微粒是将回收自硅基太阳能板的硅基薄膜废料经由研磨粉碎方式取得
。
[0018]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极的制作方法，还包含一表面修饰步骤，将所述碳基膜经表面修饰使其表面含有亲水性官能团，所述提供步骤是提供经表面修饰的所述碳基膜
。
[0019]较佳地，本专利技术所述的用于锂电池的负极的制作方法，其中，于所述表面修饰步骤中，将所述碳基膜经表面修饰使其表面含有含氮官能团
。
[0020]本专利技术的有益效果在于：利用所述硅复合微粒与所述碳基膜的组合可提升以本案负极所制得的锂电池的放电容量，此外，通过所述披覆层能抑制由硅构成的所述核心在充放电的过程体积膨胀，以提升所述锂电池的循环稳定性
。
附图说明
[0021]图1是侧视示意图，说明本专利技术用于锂电池的负极的实施例；
[0022]图2是局部示意图，辅助说明图1中
A
区域的放大图，说明所述实施例的组成结构；
[0023]图3是流程图，说明用于锂电池的负极的制作方法；
[0024]图4是电容量对充放电循环次数的关系图，说明以所述负极所制得的钮扣型锂电池的快速充放电测试结果；
[0025]图5是电容量对充放电循环次数的关系图，说明以所述钮扣型锂电池的循环稳定性测试结果
。
具体实施方式
[0026]在本专利技术被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示
。
此外，要说明的是，本专利技术附图仅为表示元件间的结构及
/
或位置相对关系，与各元件的实际尺寸并不相关
。
[0027]参阅图1与图2，本专利技术用于锂电池的负极的制作方法，用于制得一用于锂电池的负极2，所述负极2包含彼此相叠置的一碳基膜
21
，及一活性层
22。
所述碳基膜
21
具有多孔性结构，其表面可经化学修饰而含有亲水性官能团，例如含氮官能团及
/
或含氧官能团
。
[0028]在本实施例中，所述碳基膜
21
选自碳纸基膜，是由碳纤维组成而具有多孔性结构，且所述碳基膜
21
经表面修饰而含有含氮官能团，可以此提升所述碳基膜
21
的电化学性质
(
例如放电容量，或充放电循环稳定性等
)。
[0029]在一些实施例中，所述碳基膜
21
也可视需求选用未经表面修饰的碳纤维
。
[0030]所述活性层
22
披覆于所述碳基膜
21
上，并包括黏着剂
221、
硅复合微粒
222
，及导电添加剂
223。
其中，所述黏着剂
221
选自亲水性高分子材料，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于锂电池的负极，其特征在于：包含：碳基膜，具有多孔性结构；及活性层，披覆于所述碳基膜的表面及其多孔性结构的孔洞中，包括黏着剂
、
硅复合微粒，及导电添加剂，所述硅复合微粒各自具有由硅构成的核心，及披覆于所述核心的表面的披覆层，所述披覆层具有硅的氧化物及铝的氧化物，且所述硅复合微粒的硅含量不小于
80wt
％
。2.
根据权利要求1所述的用于锂电池的负极，其特征在于：所述碳基膜由碳纤维组成，所述黏着剂选自亲水性高分子材料，所述硅复合微粒的平均粒径不大于
100
μ
m。3.
根据权利要求1所述的用于锂电池的负极，其特征在于：所述碳基膜的表面经修饰而含有亲水性官能团
。4.
根据权利要求1所述的用于锂电池的负极，其特征在于：所述碳基膜的表面经修饰而含有含氮官能团
。5.
根据权利要求1所述的用于锂电池的负极，其特征在于：所述硅复合微粒取自回收的硅基太阳能板的硅基薄膜废料
。6.
一种用于锂电池的负极的制作方法，其特征在于：包含：提供步骤，提供具有多孔性结构的碳基膜，及活性溶液，所述活性溶液包含水
、
黏着剂
、
硅复合微粒，及导电添加剂，所述硅复合微粒具有由硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奕宏，陈彦霖，马翊钧，黄旭闵，黄世明，林世仁，
申请(专利权)人：连翔绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：