(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111527300.1 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 朱柏林 地址 342599 江西省赣州市瑞金市象湖镇 东升村阳光瑞景10 栋204室 (72)发明人 朱柏林　张国华　 (51)Int.Cl. H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/058(2010.01) H01M 4/62(2006.01) (54)发明名称 一种锂离 子电池及其制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种锂离子电池及其制备方 法， 所述锂离子电池包括负极和正极， 负极包括 集流体以及涂覆在集流体上的活性物质层； 活性 物质层的组成包括硅基负极材料、 导电剂和复合 粘结剂； 复合粘结剂包括黄原胶和nafion。 本发 明中， 黄原胶的加入大大增强了极片 的稳定性， 在承受硅基负极材料充放电过程中体积变化方 面起到重要作用， 明显提高了硅基负极材料循环 性能， 有效延长 了电池的使用寿 命。 权利要求书1页 说明书8页 附图1页 CN 114267869 A 2022.04.01 CN 114267869 A 1.一种锂离子电池， 包括负极和正极， 其特征在于， 所述负极包括集流体以及涂覆在集 流体上的活性物质层； 所述活性物质层的组成包括硅基负极材 料、 导电剂和复合粘结剂； 所述复合粘结剂包括黄原胶和nafi on。 2.根据权利要求1所述的锂离子电池， 其特征在于， 所述活性物质层中硅基负极材料、 导电剂以及复合粘结剂的质量比为10 0:(1～20):(1～ 20)。 3.根据权利 要求1所述的锂离子电池， 其特征在于， 所述复合粘结剂中黄原胶和nafion 的质量比为(10～ 90):(90～10)。 4.根据权利要求1所述的锂离子电池， 其特征在于， 所述硅基负极材料为多孔硅、 微米 硅、 纳米硅、 非晶硅等各类硅基材 料或以此硅基材 料为基础的硅碳复合材 料。 5.根据权利要求1所述的锂离子电池， 其特征在于， 所述黄原胶的相对分子质量为1 × 105～2×108。 6.根据权利要求1所述的锂离子电池， 其特征在于， 所述导电剂为Sup er P、 石墨、 Super  S、 乙炔黑、 科琴黑、 碳纤维、 石墨烯和碳纳米管中的一种或几种。 7.一种锂离 子电池的制备 方法， 包括以下步骤： 1)将活性物质浆料涂覆在集 流体上， 烘干， 得到锂离 子电池负极。 其中， 所述活性物质浆料通过将复合粘结剂水 溶液、 硅基负极材 料和导电剂混合得到； 其中， 所述复合粘结剂为黄原胶和nafi on； 2)将锂离 子电池负极和正极组装， 得到锂离 子电池。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114267869 A 2一种锂离 子电池及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及锂离 子电池领域， 尤其涉及一种锂离 子电池及其制备 方法。 背景技术 [0002]硅的嵌锂理论容量高达4200mAh/g， 是目前研究非常热的锂离子电池负极材料。 但 是， 硅基负极材料在充放电过程中， 体积变化巨大(～300％)， 导致电极材料粉化、 团聚、 活 性材料表面形成的SEI膜重复破坏和生长， 导致容量损失， 循环性能变差， 严重制约了其快 速发展与应用。 [0003]如何克服硅基负极材料存在的问题， 减小体积膨胀， 提高其容量保持率和循环稳 定性是目前研发的重要方向。 目前主要解决途径包括硅基负极材料 的纳米化和复合化， 能 够对体积变化效应起到一定的缓冲和保护作用。 [0004]另一方面， 合适的粘结剂在承受硅基负极材料的体积收缩变化过程中也扮演着重 要的角色。 粘结剂是锂离子电池正负极的重要组成部 分， 其主要作用是结合活性物质、 导电 剂和集流体， 稳定极片结构， 以缓冲电池充放电过程中的体积变化， 维持电极结构完整， 确 保电极材料能够可重复的脱嵌锂。 粘结剂失效会导致电极不同组分之间失去导电连接， 部 分活性物质颗粒被绝缘， 无法参与充放电， 导致电池电化学性能下降。 因此， 选择一款合适 的粘结剂至关重要。 在非专利文献(Sunghun  Choi,Tae ‑woo Kwon,Ali  Coskun and Jang  Wook Choi.Highly  elastic binders integrating  polyrotaxanes  for silicon  microparticle  anodes in lithium ionbatteries.Science  2017,357,279 ‑283.)中， 韩 国高等科技学院的Ali  Coskun和Jang  Wook Choi等报道了一种高弹性粘 结剂， 将少量多聚 轮烷加入PAA中， 形成 “分子滑轮 ”(PR‑PAA)， 而“分子滑轮 ”中的一部分环具有较强的胶粘性 能， 一部分环具有独特的自由滑动性能， 大大提高了粘结剂的弹性， 极大地提高了硅基负极 材料在充放电过程中的稳定性。 [0005]目前， 在锂离子电池工业化生产中， 水系粘结剂主要有丁苯胶乳(SBR)、 羟甲基纤 维素(CMC)、 聚丙烯酸酯(PAA)、 聚四氟乙烯乳液(PTFE)等。 起初， 负极也采用PVDF等油系粘 结剂， 但电池内部极化严重， 且 水系更加绿色环保， 因此负极选用水系粘结剂已成为主流方 向。 [0006]负极石墨体系常选用SBR和CMC作为负极粘结剂， SBR粘结性更强， 但 是其在长时间 的搅拌下容易破乳， 从而结构破坏， 降低其粘 结性。 同时SBR分散效果没有CMC好， 过多的SBR 会产生较大溶胀， 所以也不能完全用SBR作为粘结剂。 CMC对于负极石墨的分散能够起到很 好的作用， 但CMC也有比较致命的缺点， CMC是呈脆性的， 如果全部选用CMC作为粘 结剂， 极片 在压片、 分切过程中石墨负极出现坍塌 会出现严重的掉粉情况。 因此， 寻求一款新型绿色粘 结剂具有重要 而深远的意 义。 [0007]黄原胶又称汉生胶、 黄胶， 是一种自然多糖和重要的生物高聚物， 可以溶于冷水和 热水中， 具有高黏度、 高耐热稳定性、 高耐酸、 碱、 盐特性、 触变性和悬浮性等， 常被用作增稠 剂、 稳定剂、 乳化剂和悬浮剂， 广泛应用于食品、 医药、 日用化工、 纺织、 印染、 采油及陶瓷等说　明　书 1/8 页 3 CN 114267869 A 3