【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池领域，具体地，本专利技术涉及一种锂离子电池负极片制备方法及应用。
技术介绍
1、锂离子具有高能量密度、重量轻、高电压、环保等优点，因此广泛应用于手机、数码相机、ups电源以及电动汽车等设备。目前，商品化的锂离子电池大多采用石墨负极，虽然采用石墨负极的锂离子电池具有库伦效率高、循环性能较好等优点，但是其理论容量很低，限制了整个电池比容量的提高。硅负极既具有比传统碳负极高出十倍的比容量(质量比容量为：4200mah/g；体积比容量为：9786mah/cm3)，又具备一个相对较低的放电位(平均脱锂电位在0.4v左右)，并且硅元素在地壳中的储量丰富(在地壳中的含量仅次于氧)，对环境友好，化学性质比较稳定，已广泛用于半导体工业中。
2、例如中国专利申请cn118299521a公开了一种提高电芯倍率性能的硅基锂离子负极片的制备方法，将活性si、导电炭黑、单壁碳纳米管、改性碳纤维加入到混合物a中，制得负极浆料，将负极浆料涂敷于铜箔表面，烘干、辊压后得到负极片。该专利技术的硅基锂离子负极片通过引入vgcf、碳纤维、中空碳纤维等具备高电子导电性的长程导电材料，参与制备硅基锂离子电池负极，提升了硅基锂离子电池负极片内部的长程导电能力，改善了因硅基材料膨胀导致的倍率性能不足的问题。但未从根本上解决硅极材料充放电过程中的膨胀问题。
3、中国专利申请cn201010243252.9涉及一种电池负极及其制备方法，该专利技术解决了现有硅基材料作为电池负极在li嵌入和脱出中的巨大体积变化导致材料内部结构的破坏，影响电
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提供了一种稳定的锂离子电池硅基材料负极片的制备方法，该方法通过磁控溅射、多次涂布的方法提高锂离子电池负极材料克容量发挥，降低硅基材料充放电过程的膨胀。该方法如下优点至少之一：
2、(1)可有效地提高电池负极克容量发挥，提高电池能量密度；
3、(2)可有效地提高电池充放电效率；
4、(3)改善负极片内部孔径结构，抑制硅基材料的膨胀，提高电池的循环稳定性能。
5、在本专利技术的一方面，本专利技术提出了一种锂离子电池负极片。根据本专利技术的实施例，所述锂离子电池负极片包括负极集流体，所述负极集流体的表面包括第一活性物质层和第二涂覆层，所述第一活性物质层由磁控溅射法制备，所述第二涂覆层涂布于第一活性物质层之上，所述第一活性物质层包括真空磁控溅射所制的硅基薄膜，所述第二涂覆层包括石墨活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂。
6、根据本专利技术的实施例，上述锂离子电池负极片还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：
7、根据本专利技术的实施例，所述磁控溅射法所用的靶材为硅靶。
8、根据本专利技术的实施例，所述真空磁控溅射所用的溅射靶材为纯度99.99％的硅靶，尺寸规格为直径60mm，厚度5mm，由中国有研科技集团有限公司生产。
9、根据本专利技术的实施例，所用真空磁控溅射仪为中国科学院沈阳科学仪器有限公司生产的trp-450磁控溅射镀膜沉积系统。
10、根据本专利技术的实施例，所述第二涂覆层由以下质量百分比的组分制成：95-98％石墨活性物质，0.5-2.5％导电炭黑，1.5-2.5％分散剂和粘结剂。
11、根据本专利技术的实施例，所述分散剂和粘结剂选自羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶。
12、根据本专利技术的实施例，所述羧甲基纤维素钠的含量是2.0％，所述丁苯橡胶的含量是0.5％。
13、在本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种制备锂离子电池负极片的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
14、s1：将空的负极集流体裁剪到真空仓溅射区域大小，溅射底座上安装硅靶；
15、s2：启动高频溅射电源，开始预溅射；
16、s3：所述预溅射之后开始溅射第一活性物质层，得到含第一活性物质层的集流体；
17、s4：将第二涂覆层物料涂覆于所述含第一活性物质层的集流体的第一活性物质层之上，得到所述锂离子电池负极片。
18、根据本专利技术的实施例，上述方法还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：
19、根据本专利技术的实施例，所述第二涂覆层物料涂包括石墨活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂。所述第二涂覆层物料在匀浆时加入部分有机溶剂进行粘度调节。
20、根据本专利技术的实施例，所述第二涂覆层物料由以下质量百分比的组分制成：95-98％石墨活性物质，0.5-2.5％导电炭黑，1.5-2.5％分散剂和粘结剂。
21、根据本专利技术的实施例，所述分散剂和粘结剂选自羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶。
22、根据本专利技术的实施例，所述羧甲基纤维素钠的含量是2.0％，所述丁苯橡胶的含量是0.5％。
23、根据本专利技术的实施例，所述硅靶的纯度为99.99％。
24、根据本专利技术的实施例，所述预溅射和溅射第一活性物质层的电源功率是30-60w，例如30w、40w、50w或60w。
25、根据本专利技术的实施例，所述溅射第一活性物质层的时间为10-30min，例如10min、20min或30min。
26、根据本专利技术的实施例，所述预溅射之前进一步包括，将真空仓进行真空保压15-60min后，通入高纯度氩气，反复3次。
27、根据本专利技术的实施例，所述第二涂覆层物料涂的粘度为3000-6000mpa.s。
28、根据本专利技术的实施例，所述负极集流体为铜箔或复合集流体。
29、在本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种制备锂离子电池负极片的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括以下步骤：
30、(1)将空的负极集流体(常见为铜箔、复合集流体)裁剪到真空仓溅射区域大小，溅射底座上安装硅靶，硅靶纯度一般为99.99％，仓内抽真空；
31、(2)真空保压15-60min后，通入高纯度氩气，反复3次；启动高频溅射电源，开始预溅射；
32、(3)待预溅射靶材发射出的光芒稳定后，打开溅射区域的旋转开关，再打开溅射区域的保护罩；开始溅射第一活性物质层；
33、(4)将第二涂活性物质层浆料按照配方比例加入搅拌器中，匀浆分散调节至粘度3000-6000mpa.s得负极浆料，待用；
34、(5)将步骤(4)所得的负极浆料涂覆于步骤(3)得到的含第一活性物质层的集流体表面，经烘干、辊压，得到所述锂离子电池负极片；
35、在本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种锂离子电池负极片。根据本专利技术的实施例，所述锂离子电池负极片是通过前面所述的方法制备得到的。
36、在本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种锂离子电池。根据本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极片，其特征在于，所述锂离子电池负极片包括负极集流体，所述负极集流体的表面包括第一活性物质层和第二涂覆层，所述第一活性物质层由磁控溅射法制备，所述第二涂覆层涂布于第一活性物质层之上，所述第一活性物质层包括真空磁控溅射所制的硅基薄膜，所述第二涂覆层包括石墨活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述磁控溅射法所用的靶材为硅靶；
3.一种制备锂离子电池负极片的方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二涂覆层物料涂包括石墨活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂；
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硅靶的纯度为99.99％；
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预溅射之前进一步包括，将真空仓进行真空保压15-60min后，通入高纯度氩气，反复3次。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二涂覆层物料涂的粘度为3000-6000mPa.s。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所
9.一种锂离子电池负极片，其特征在于，所述锂离子电池负极片是通过权利要求3-8任一项所述的方法制备得到的。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1或2或9所述的离子电池负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极片，其特征在于，所述锂离子电池负极片包括负极集流体，所述负极集流体的表面包括第一活性物质层和第二涂覆层，所述第一活性物质层由磁控溅射法制备，所述第二涂覆层涂布于第一活性物质层之上，所述第一活性物质层包括真空磁控溅射所制的硅基薄膜，所述第二涂覆层包括石墨活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述磁控溅射法所用的靶材为硅靶；
3.一种制备锂离子电池负极片的方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二涂覆层物料涂包括石墨活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂；
5.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗明，方聪，陈成兵，
申请(专利权)人：安徽得壹能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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