【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体涉及负极浆料、负极极片及其锂离子电池。
技术介绍
1、自20世纪90年代日本索尼公司的钴酸锂电池成功商业化起，三十年来锂离子电池不断发展，广泛应用在新能源汽车、智能手机、储能电站等领域，为人们的生活提供了许多便利。锂离子电池一般由正极、负极、隔膜以及电解液组成。
2、在电池结构中，以正负极材料对电池的容量影响最大，其中负极材料目前广泛商用的是石墨，但其比容量有限，难以满足人们对锂电池能量密度的要求。相比而言，硅基负极材料具有较高比容量，前景广阔，被认为最有可能取代石墨的负极材料。然而，硅基材料在电池充放电过程中会发生严重的体积膨胀收缩，严重制约了电池的循环性能。为解决硅基材料这一技术问题，通常会使用碳层包覆硅基材料，以降低硅的体积效应，但缓解效果差。与此同时，使用碳层包覆的过程中，需进行煅烧等高温程序，高温过程会降低材料的性能，此外还会使碳化后的碳源无法均匀包覆在硅基材料上，直接应用在电池上，会降低电池的循环性能和库伦效率。
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出一种负极浆料、负极极片及其锂离子电池，该负极浆料能够减少负极材料的体积膨胀效应，提升负极极片的电导率，从而提升电池的循环性能和库伦效率。
2、在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种负极浆料，该负极浆料包括：
3、85～95质量份的硅基负极活性材料、10～25质量份的呋喃基中空聚酰胺纤
4、负极浆料中包括硅基负极活性材料、呋喃基中空聚酰胺纤维、粘结剂、导电剂和溶剂，其中的呋喃基中空聚酰胺中含有酰胺基团，与硅基材料能够形成三维网络结构，使得硅基负极活性材料具有高比面积，稳定性更强。
5、在本专利技术的一些实施例中，所述呋喃基中空聚酰胺纤维的制备方法包括：(1)将呋喃基聚酰胺溶液稀释，得到质量分数为5～15wt％的皮层溶液；(2)将十八烷溶解于醇类中，得到质量分数为5～20wt％的芯层溶液；(3)将所述皮层溶液和所述芯层溶液分别注入注射器中，然后分别连接同轴针头的外针头和内针头，在静电纺丝机上进行纺丝，然后干燥，再去除十八烷，得到呋喃基中空聚酰胺纤维。
6、此方法制备得到的呋喃基中空聚酰胺纤维具有中空结构，表面积大，为硅基负极材料提供更多自由空间，缓解在充放电过程中产生的物理应力，增大与电解液的接触面积，提升对电解液的浸润性，从而提升锂电池的循环性能和库伦效率。
7、另外，本专利技术的负极浆料还可以具有如下附加的技术特征：
8、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述呋喃基聚酰胺溶液的制备方法包括：在惰性氛围下，将含呋喃环结构的二元酸或含呋喃环结构的酰氯、含苯环结构的二元胺和第二溶剂混合，发生聚合发应后，得到呋喃基聚酰胺溶液。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述含呋喃环结构的二元酸或含呋喃环结构的酰氯与含苯环结构的二元胺的摩尔比为(1～1.2):1。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述含苯环结构的二元胺和第二溶剂的质量比为1:(4～10)。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述十八烷与所述醇类的质量比为(5～20):100。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述含呋喃环结构的二元酸为2,5-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸中的一种或两种，所述含呋喃环结构的酰氯为呋喃二甲酰氯。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述含苯环结构的二元胺为对苯二胺、间苯二胺、2,5-二氨基苯磺酸和4,4-二氨基二苯醚中的一种或多种。
14、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，在静电纺丝机上以15～20kv进行纺丝，纺丝距离为12～15cm，纺丝温度为30～60℃，相对湿度为40～50％，纺丝时间4～10h。
15、在本专利技术的一些实施例中，所述皮层溶液的进给速率为0.4～3ml/h，所述芯层溶液的进给速率为0.08～0.3ml/h。
16、在本专利技术的一些实施例中，所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮和聚四氟乙烯中的一种或多种。
17、在本专利技术的一些实施例中，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。
18、在本专利技术的一些实施例中，所述第一溶剂和第二溶剂分别独立地包括水、n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜和1,5-二甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种。
19、在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种负极极片，该负极极片包括：负极集流体；涂层，所述涂层设在所述负极集流体上，所述涂层上述的负极浆料涂覆于负极集流体上所形成。由此得到的负极极片的电导率提升，涂层紧实，膨胀性降低。
20、在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的负极极片。由此得到的锂离子电池的循环性能和库伦效率得以提高。
21、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种负极浆料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的负极浆料，其特征在于，所述呋喃基中空聚酰胺纤维的制备方法包括：
3.根据权利要求2所述的负极浆料，其特征在于，在步骤(1)中，所述呋喃基聚酰胺溶液的制备方法包括：在惰性氛围下，将含呋喃环结构的二元酸或含呋喃环结构的酰氯、含苯环结构的二元胺和第二溶剂混合，发生聚合发应后，得到呋喃基聚酰胺溶液。
4.根据权利要求3所述的负极浆料，其特征在于，所述含呋喃环结构的二元酸或含呋喃环结构的酰氯与含苯环结构的二元胺的摩尔比为(1～1.2):1；所述含苯环结构的二元胺和第二溶剂的质量比为1:(4～10)。
5.根据权利要求3所述的负极浆料，其特征在于，所述含呋喃环结构的二元酸为2,5-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸中的一种或两种，所述含呋喃环结构的酰氯为呋喃二甲酰氯；所述含苯环结构的二元胺为对苯二胺、间苯二胺、2,5-二氨基苯磺酸和4,4-二氨基二苯醚中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的负极浆料，其特征在于，在步骤(3)中，在静电纺丝机上以15～20kV进行纺丝，纺丝距
7.根据权利要求2所述的负极浆料，其特征在于，所述皮层溶液的进给速率为0.4～3mL/h，所述芯层溶液的进给速率为0.08～0.3mL/h。
8.根据权利要求3所述的负极浆料，其特征在于，所述硅基负极活性材料为硅氧化物、硅颗粒和硅碳复合材料中的一种或多种；
9.一种负极极片，其特征在于，包括：
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求9所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种负极浆料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的负极浆料，其特征在于，所述呋喃基中空聚酰胺纤维的制备方法包括：
3.根据权利要求2所述的负极浆料，其特征在于，在步骤(1)中，所述呋喃基聚酰胺溶液的制备方法包括：在惰性氛围下，将含呋喃环结构的二元酸或含呋喃环结构的酰氯、含苯环结构的二元胺和第二溶剂混合，发生聚合发应后，得到呋喃基聚酰胺溶液。
4.根据权利要求3所述的负极浆料，其特征在于，所述含呋喃环结构的二元酸或含呋喃环结构的酰氯与含苯环结构的二元胺的摩尔比为(1～1.2):1；所述含苯环结构的二元胺和第二溶剂的质量比为1:(4～10)。
5.根据权利要求3所述的负极浆料，其特征在于，所述含呋喃环结构的二元酸为2,5-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸中的一种或两种，所述含呋喃环结构的酰氯...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱昱烨，
申请(专利权)人：安徽利科新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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