用于陽極活性材料的硅漿料和碳-硅復(fù)合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料，它包括硅顆粒和分散介質(zhì)，其中，當(dāng)用D90來表示累積粒度分布為90%的硅粒徑以及用D50來表示累積粒度分布為50%的硅粒徑時(shí)，硅漿料滿足1≤D90/D50≤2.5且2nm<D50<180nm的分散條件。
【專利說明】用于陽極活性材料的硅漿料和碳-硅復(fù)合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于陽極活性材料的硅漿料和一種碳-硅復(fù)合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 電池IT設(shè)備和汽車需要能夠?qū)崿F(xiàn)具有高容量的鋰二次電池的陽極材料。在這種 情況下，硅由于是用于高容量的鋰二次電池的陽極材料而引人關(guān)注。例如，已知純硅具有 4200mAh/g的高理論容量。
[0003] 然而，由于與碳類材料相比，硅的循環(huán)特性劣化，因此難以使硅商品化。這是因?yàn)椋?當(dāng)將諸如硅的無機(jī)顆粒用作鋰嵌入或脫嵌的陽極活性材料時(shí)，由于在鋰二次電池的充放電 期間陽極活性材料的體積變化，所以活性材料之間的導(dǎo)電性劣化或陽極活性材料從陽極集 流體中釋放。那是因?yàn)椋ㄟ^充電，包含在鋰嵌入的陽極活性材料中的諸如硅顆粒的無機(jī)顆 粒膨脹到其體積的約300%?約400%。此外，當(dāng)在放電期間鋰脫嵌時(shí)，無機(jī)顆粒收縮。因?yàn)椋?由于在反復(fù)充電期間無機(jī)顆粒和陽極活性材料之間所產(chǎn)生的空閑空間（emptyspace)而引 起的可能的電絕緣，鋰二次電池的壽命遭受迅速劣化，所以將無機(jī)顆粒應(yīng)用于鋰二次電池 具有嚴(yán)重阻礙。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一方面是提供用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料，所述硅漿料可以 提高二次電池的容量和壽命。
[0005] 本發(fā)明的另一方面是提供使用上述用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料來制 備的碳-硅復(fù)合物。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料包括硅顆粒和分散 介質(zhì)，其中，當(dāng)用D90來表示累積粒度分布為90%的硅粒徑以及用D50來表示累積粒度分布 為50%的硅粒徑時(shí)，所述硅漿料滿足約1彡D90/D50彡2. 5,且約2nm〈D50〈180nm的分散條 件。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述硅漿料可以具有約1彡D90/D50彡約2. 0,且約2nm〈D50〈 約160nm的娃顆粒分布。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述硅漿料可以具有約1彡D90/D50彡約1.75,且約 2nm〈D50〈約120nm的娃顆粒分布。
[0009] 硅可以以約0·lwt%?約30wt%的量存在。
[0010] 所述分散介質(zhì)可以包括選自由N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP)、四氫呋喃（THF)、水、 乙醇、甲醇、環(huán)己醇、環(huán)己酮、甲基乙基酮、丙酮、乙二醇、辛炔（octyne)、碳酸二乙酯、二甲基 亞砜（DMS0)，及其混合物組成的組中的至少一種。
[0011] 所述硅漿料還可以包括添加劑。
[0012] 所述添加劑可以包括選自由聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸 甲酯、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、聚乙酸乙烯酯、聚馬來酸、聚乙二醇、聚乙烯樹脂、它們的 共聚物、包括對(duì)Si具有高親和性的嵌段和對(duì)Si具有低親和性的嵌段的嵌段共聚物，及其混 合物組成的組中的至少一種。
[0013] 基于100重量份的硅顆粒，所述添加劑可以以約0. 1重量份?約50重量份的量存 在。
[0014] 可以使所述硅漿料經(jīng)受超聲處理。
[0015] 所述超聲處理可以以批次方式（batchmanner)或以連續(xù)循環(huán)方式來進(jìn)行，在批次 方式中，使全部硅漿料經(jīng)受超聲處理，在連續(xù)循環(huán)方式中，連續(xù)地使硅漿料的一部分經(jīng)受超 聲處理，同時(shí)使所述硅漿料循環(huán)。
[0016] 所述娃楽料可以通過使平均粒徑為約2nm?約200nm的娃粉末與分散介質(zhì)混合來 制備。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了由混合的組合物制備的碳-硅復(fù)合物，在所述混 合的組合物中，硅料漿與碳混合。
[0018] 所述碳可以包括選自由浙青、天然石墨、人造石墨、軟碳、硬碳、石墨烯、碳納米管， 及其混合物組成的組中的至少一種。
[0019] 基于100重量份的碳，娃可以以約0. 5重量份?約30重量份的量存在。
[0020] 所述碳-硅復(fù)合物可以通過對(duì)所述混合的組合物進(jìn)行熱處理并隨后碳化來制備。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，由于用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料提供了漿料形式的非常 均勻地分散的硅納米顆粒，所以硅漿料可以被應(yīng)用到用于二次電池的陽極活性材料中并提 高二次電池的容量和壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 從與附圖相結(jié)合的下面的實(shí)施方式的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其它方面、特 征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰可見，其中：
[0023] 圖1是描繪通過動(dòng)態(tài)光散射測量的實(shí)施例2和比較例1?5中制備的硅漿料的硅 顆粒分布的圖示；
[0024] 圖2是描繪通過動(dòng)態(tài)光散射測量的實(shí)施例1?4和實(shí)施例6及比較例6中制備的 硅漿料的硅顆粒分布的圖示；
[0025] 圖3是描繪將實(shí)施例2和比較例1?4中制備的硅漿料靜置一段時(shí)間之后，實(shí)施 例2和比較例1?4中制備的硅漿料低于相分離的層的高度的圖示；
[0026] 圖4 (a)和圖4(b)分別是將實(shí)施例2和比較例1?4中制備的硅漿料靜置一段 時(shí)間之前和之后實(shí)施例2和比較例1?4中制備的硅漿料的照片；
[0027] 圖5是描繪在制備實(shí)施例2和5的硅漿料期間取決于超聲處理時(shí)間的平均粒度的 變化的圖示；
[0028] 圖6是描繪當(dāng)使用實(shí)施例7的硅漿料來制備以致包括3wt%和7wt%的硅的用于陽 極活性材料的涂料組合物，分別使用上述涂料組合物來制備二次電池時(shí)，每個(gè)二次電池的 容量/單位重量的硅的圖示；
[0029] 圖7是描繪當(dāng)使用實(shí)施例7的硅漿料來制備以致包括I. 64wt%、I. 38wt%、I. 2wt%、 I. 74wt%和2.Owt%的娃的用于陽極活性材料的涂料組合物，分別使用上述涂料組合物來制 備二次電池時(shí)，每個(gè)二次電池的容量/單位重量的硅的圖示；
[0030] 圖8是描繪當(dāng)使用實(shí)施例7的硅漿料來制備以致包括2.Owt%的硅的用于陽極活 性材料的涂料組合物，使用該涂料組合物來制備二次電池時(shí)，取決于循環(huán)的二次電池的容 量的圖示；以及
[0031] 圖9是當(dāng)使用實(shí)施例7的硅漿料來制備以致包括2.Owt%的硅的用于陽極活性材 料的涂料組合物，使用該涂料組合物來制備二次電池時(shí)，在20次循環(huán)之后通過聚焦離子束 (FIB)切割的二次電池的電極的SEM圖像。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于下面的實(shí)施方式，并且僅通過示例的方式來提供這些實(shí)施 方式。本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅通過所附權(quán)利要求及其等同物來限定。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料包括硅（Si)顆粒 和分散介質(zhì)，其中，當(dāng)用D90來表示累積粒度分布為90%的硅粒徑以及用D50來表示累積 粒度分布為50%的硅粒徑時(shí)，所述硅漿料滿足約1彡D90/D50彡約2. 5,且約2nm〈D50〈約 180nm的分散條件。
[0034] 上述用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料具有小的D50和均勻且窄的粒度分 布。由包括在分散介質(zhì)中均勻分散的硅納米顆粒的漿料所制備的用于二次電池的硅類陽極 活性材料可以減輕二次電池充放電期間的體積膨脹，從而提高二次電池的壽命。此外，上述 硅類陽極活性材料表現(xiàn)出優(yōu)異的再現(xiàn)性。
[0035] 通常，通過將用于形成陽極活性材料層的涂料組合物涂覆在陽極集流體上來形成 二次電池的陽極活性材料層，并且通過添加陽極活性材料來制備用于形成陽極活性材料層 的涂料組合物。此外，通常以粉末的形式將硅類陽極活性材料添加到用于形成陽極活性材 料層的涂料組合物中。
[0036] 可以以硅顆粒均勻分散在分散介質(zhì)中的漿料狀態(tài)將用于二次電池的陽極活性材 料的硅漿料添加到用于形成陽極活性材料層的涂料組合物中。也就是說，基本上以硅顆粒 均勻分散在分散介質(zhì)中的漿料狀態(tài)來使用用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料。
[0037] 以這種方式中，由于以硅顆粒均勻分散在分散介質(zhì)中的漿料狀態(tài)來使用用于二次 電池的陽極活性材料的硅漿料，所以不像以粉末狀態(tài)使用硅顆粒的情況，硅顆粒不會(huì)暴露 到空氣中，從而抑制硅的氧化。
[0038] 結(jié)果，考慮到所使用的硅的量，用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料，通過提高 其分布特性以及通過使用具有高容量的硅作為用于二次電池的陽極活性材料，可以獲得優(yōu) 異的容量。例如，可以獲得容量為硅的理論容量的約80%的二次電池。
[0039] 用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料可以包括約0.lwt%至約30wt%的硅顆粒。 硅漿料可以滿足上述約1彡D90/D50彡約2. 5,且約2nm〈D50〈約180nm的分散條件，同時(shí)包 括大量的硅顆粒。此外，由于硅漿料以漿料狀態(tài)來使用，所以硅漿料可以保持均勻的分散狀 態(tài)，同時(shí)包括大量的硅顆粒并具有小的平均粒徑。
[0040] 為了獲得滿足上述約1彡D90/D50彡約2. 5,且約2nm〈D50〈約180nm的分散條件 的硅漿料，可以使用用于提高分散的各種方法。具體地，為了獲得使用具有相對(duì)大的平均粒 徑的硅粉末的硅漿料，可以組合進(jìn)行或應(yīng)用各種方法。
[0041] 對(duì)于提高分散的方式的例子，可以使用：調(diào)節(jié)分散介質(zhì)的種類、向硅漿料中添加添 加劑、對(duì)硅漿料進(jìn)行超聲處理等。對(duì)于提高分散，本領(lǐng)域中已知的各種其它方法可以單獨(dú)或 組合應(yīng)用。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施方式中，通過使用前述方法來提高分散，硅漿料可以具有約I<D90/ D50彡約2. 0,且約2nm〈D50〈約160nm的硅顆粒分布。
[0043] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過進(jìn)一步提高分散，硅漿料可以具有約ISD90/D50S約 1. 75,且約2nm〈D50〈約120nm的硅顆粒分布。
[0044] 分散介質(zhì)可以包括選自由N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP)、四氫呋喃（THF)、水、乙醇、 甲醇、環(huán)己醇、環(huán)己酮、甲基乙基酮、丙酮、乙二醇、辛炔、碳酸二乙酯、二甲基亞砜（DMS0)，及 其混合物組成的組中的至少一種。
[0045] 使用上述分散介質(zhì)可以輔助硅漿料的均勻分布。
[0046] 為了實(shí)現(xiàn)硅顆粒的均勻分布，硅漿料還可以包括添加劑。
[0047] 添加劑可以包括選自由聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、聚乙酸乙烯酯、聚馬來酸、聚乙二醇、聚乙烯樹脂、它們的共 聚物、包括對(duì)Si具有高親和性的嵌段和對(duì)Si具有低親和性的嵌段的嵌段共聚物，及其混合 物組成的組中的至少一種。
[0048] 添加劑可以輔助阻止硅顆粒的凝聚。
[0049] 作為具體的例子，在添加劑中，嵌段共聚物可以與漿料中的硅顆粒一起形成 Si-嵌段共聚物核-殼納米顆粒。該Si-嵌段共聚物核-殼納米顆粒包括：Si核和嵌段共 聚物殼，該嵌段共聚物殼包括對(duì)Si具有高親和性的嵌段和對(duì)Si具有低親和性的嵌段并形 成圍繞Si核的球形膠束結(jié)構(gòu)。
[0050] 對(duì)Si具有高親和性的嵌段通過范德瓦爾斯相互作用等被拉向Si核的表面。在 此，對(duì)Si具有高親和性的嵌段可以包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯 酸甲酯、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、聚乙酸乙烯酯，或聚馬來酸，但并不限于此。
[0051] 對(duì)Si具有低親和性的嵌段通過范德瓦爾斯相互作用等被拉向Si核的外部。在此， 對(duì)Si具有低親和性的嵌段可以包括聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酚、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸月 桂酯，或聚二氟乙烯，但并不限于此。
[0052] 嵌段共聚物殼可以是聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物殼。在此，聚丙烯酸可以 具有約l〇〇g/mol?約100000g/mol的數(shù)均分子量（Mn),以及聚苯乙烯可以具有約IOOg/ mol?約100000g/mol的數(shù)均分子量（Mn),但并不限于此。
[0053] 基于100重量份的硅顆粒，添加劑可以以約0. 1重量份?約50重量份的量存在。 在添加劑的上述含量范圍內(nèi)，添加劑可以輔助用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料獲得 均勻的分散特性。
[0054] 為了獲得上述分散特性，可以使用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料經(jīng)受各 種處理，諸如超聲處理、精磨、球磨、三棍磨（threerolImi11ing)、球磨、搗磨、潤流研磨 (eddymilling)、均勻混合（homomixing)、行星式離心混合、均質(zhì)化、振動(dòng)臺(tái)處理等。
[0055] 在一個(gè)實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)均勻的分散特性，可以使硅漿料經(jīng)受超聲處理。
[0056] 所述超聲處理可以以批次方式或以連續(xù)循環(huán)方式來進(jìn)行，在批次方式中，使全部 硅漿料經(jīng)受超聲處理，在連續(xù)循環(huán)方式中，連續(xù)地使硅漿料的一部分經(jīng)受超聲處理，同時(shí)使 所述硅漿料循環(huán)。
[0057] 由于用于進(jìn)行超聲處理的裝置通常具有尖端，并且使用從該尖端的端部產(chǎn)生的超 聲波能量來分散硅顆粒，所以超聲波能量可以轉(zhuǎn)移到的接觸面積有限。因此，如果必須使大 量的硅漿料經(jīng)受超聲處理，那么可以通過進(jìn)行連續(xù)循環(huán)過程的超聲處理來提高超聲處理效 率，其中，連續(xù)地使硅漿料經(jīng)受超聲處理，同時(shí)使硅漿料循環(huán)，而不是批次方式。也就是說， 通過連續(xù)循環(huán)型超聲處理，在相同電功率下，歷時(shí)相同時(shí)間，可以使更大量的硅漿料經(jīng)受超 聲處理。
[0058] 在過程條件的具體例子中，當(dāng)使硅漿料以批次方式經(jīng)受超聲處理時(shí)，可以使約 IOOOml或更少的硅漿料經(jīng)受超聲處理約30秒?約1小時(shí)，同時(shí)供給約100W?約500W的電 功率。
[0059] 在過程條件的另一個(gè)具體例子中，當(dāng)使硅漿料以連續(xù)循環(huán)方式經(jīng)受超聲處理時(shí)， 可以使約3600ml/h的硅漿料經(jīng)受超聲處理約30秒?1小時(shí)，同時(shí)供給約500W的電功率。
[0060] 在過程條件的另外一個(gè)具體例子中，可以以約IOkHz?約IOOkHz進(jìn)行超聲處理， 但并不限于此。
[0061] 通常，雖然通過將硅粉末與分散介質(zhì)混合來制備用于二次電池的陽極活性材料的 硅漿料，但是當(dāng)硅粉末分散在分散介質(zhì)中時(shí)，硅顆粒凝聚并形成簇。也就是說，漿料中包括 的硅顆粒具有增加的平均粒徑，并且漿料變成了硅顆粒不均勻分散的漿料。
[0062] 相反地，如上所述，例如，通過選擇合適類型的分散介質(zhì)、通過添加添加劑，或通 過進(jìn)行諸如超聲處理的用于提高分散的額外過程等，使用平均粒徑為約2nm?約200nm 的硅粉末，根據(jù)本發(fā)明的用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料可以獲得在硅漿料中約 KD90/D50 <約2. 5,且約2nm〈D50〈約180nm的分布特性。也就是說，即使使用平均粒徑 為約2nm?約200nm，特別是為約IOnm?約150nm的娃粉末，也能夠得到包括在分散介質(zhì)中 均勻分散的硅粉末的用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料。
[0063] 由于用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料使硅粉末能夠獲得約KD90/D50 < 約2. 5,且約2nm〈D50〈約180nm的分布特性，所以在漿料中硅粉末的分散提高，并且可以防 止硅漿料中以漿料狀態(tài)存在的硅被氧化，而諸如硅粉末的暴露在空氣中的硅容易被氧化。 以這種方式，當(dāng)硅被防止氧化時(shí)，當(dāng)應(yīng)用到陽極活性材料中時(shí)，硅漿料可以進(jìn)一步提高在該 硅漿料中具有相同確定量的硅的二次電池的容量。結(jié)果，使用硅漿料所制備的陽極活性材 料能夠獲得二次電池的優(yōu)異的電性能。
[0064] 因此，可以將上述用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料有效地應(yīng)用于二次電池 的陽極活性材料。
[0065] 如上所述，上述用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料使硅顆粒能夠更均勻分 散，從而獲得優(yōu)異的分散特性。
[0066] 在一個(gè)實(shí)施方式中，用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料可以具有約KD90/ D50彡約2. 0,且約2nm〈D50〈約160nm的硅顆粒分布。
[0067]在另一個(gè)實(shí)施方式中，用于二次電池的陽極活性材料的硅漿料可以具有約 1彡D90/D50彡約L75,且約2nm〈D50〈約120nm的硅顆粒分布。
[0068] 在根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了由混合的組合物制備的碳-硅復(fù)合物，在該混 合的組合物中，硅漿料與碳混合。該碳-硅復(fù)合物可以用于制備二次電池，并且可以特別用 作形成二次電池的陽極的陽極活性材料。
[0069] 獲得上述分散特性的硅漿料用于制備碳-硅復(fù)合物。
[0070] 上述混合的組合物通過將碳添加到如上所述而制備的硅漿料中來制備，并使該混 合的組合物經(jīng)受熱處理，隨后碳化，從而制備碳-硅復(fù)合物。
[0071] 上述碳可以包括選自由浙青、天然石墨、人造石墨、軟碳、硬碳、石墨烯、碳納米管， 及其混合物組成的組中的至少一種，但并不限于此。優(yōu)選地，該碳是浙青。
[0072] 基于碳-硅復(fù)合物中100重量份的碳，硅可以以約0. 5重量份?約30重量份的量 存在。
[0073] 當(dāng)將包括該量比的碳和硅的碳-硅復(fù)合物用作二次電池的陽極活性材料時(shí)，該 碳-硅復(fù)合物使二次電池不遭受充放電期間由硅引起的過度體積膨脹，同時(shí)使二次電池確 保高容量，從而確保二次電池的長壽命。
[0074] 在下文中，將參照一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是， 這些實(shí)施例僅被提供用于示例，并不以任何方式解釋為限制本發(fā)明。
[0075](實(shí)施例）
[0076] 實(shí)施例1
[0077] 通過將平均粒徑為50nm的硅粉末與NMP混合，隨后以連續(xù)循環(huán)方式在20kHz和 500W下進(jìn)行超聲處理30分鐘來制備包括10wt%的硅的漿料，從而制備了滿足I<D90/ D50彡2. 5,且2nm〈D50〈180nm的分散條件的硅漿料。
[0078] 實(shí)施例2
[0079] 通過將平均粒徑為50nm的硅粉末與NMP混合來制備包括10wt%的硅的漿料；并基 于100重量份的硅粉末，將10重量份的聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物作為添加劑添加到 該漿料中。使所制備的漿料以連續(xù)循環(huán)方式在20kHz和500W下經(jīng)受超聲處理30分鐘，從 而制備了滿足1彡D90/D50彡2. 5,且2nm〈D50〈180nm的分散條件的硅漿料。
[0080] 實(shí)施例3
[0081] 除了將聚丙烯酸-聚丙烯腈嵌段共聚物而不是聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物用 作添加劑外，以與實(shí)施例2中相同的方式制備了滿足KD90/D50 < 2. 5,且2nm〈D50〈180nm 的分散條件的硅漿料。
[0082] 實(shí)施例4
[0083] 除了將聚丙烯酸而不是聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物用作添加劑外，以與實(shí)施 例2中相同的方式制備了滿足1彡D90/D50彡2. 5,且2nm〈D50〈180nm的分散條件的硅漿 料。
[0084] 實(shí)施例5
[0085] 通過將平均粒徑為50nm的硅粉末與NMP混合來制備包括10wt%的硅的漿料；并基 于100重量份的硅粉末，將10重量份的聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物作為添加劑添加到 該漿料中。使所制備的漿料以批次方式在20kHz和500W下經(jīng)受超聲處理45分鐘，從而制 備了滿足1彡D90/D50彡2. 5,且2nm〈D50〈180nm的分散條件的硅漿料。
[0086] 實(shí)施例6
[0087]除了將聚馬來酸而不是聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物用作添加劑外，以與實(shí)施 例2中相同的方式制備了滿足1彡D90/D50彡2. 5,且2nm〈D50〈180nm的分散條件的硅漿 料。
[0088] 實(shí)施例7
[0089] 將浙青與實(shí)施例2中所制備的硅漿料混合，隨后將該混合物攪拌約30分鐘，從而 制備了混合的組合物。在此，基于100重量份的浙青，硅以5重量份的量存在。在真空下， 在125°C下蒸發(fā)NMP。然后，在KKKTC下使該混合的組合物碳化5小時(shí)，從而形成硅-碳復(fù) 合物。使所得到的硅-碳復(fù)合物以200rpm經(jīng)受球磨1小時(shí)，隨后分類，從而得到僅包括所 選擇的粒徑為20μm?50μm的顆粒的粉末。
[0090] 比較例1
[0091] 將平均粒徑為50nm的硅粉末與混合溶劑(在該混合溶劑中，將NMP與環(huán)己酮以 50:50的重量比混合）混合，從而制備了包括10wt%的硅的硅漿料。
[0092] 比較例2
[0093] 將平均粒徑為50nm的硅粉末與混合溶劑(在該混合溶劑中，將NMP與環(huán)己醇以 50:50的重量比混合）混合，從而制備了包括10wt%的硅的硅漿料。
[0094] 比較例3
[0095] 將平均粒徑為50nm的硅粉末與混合溶劑(在該混合溶劑中，將NMP與甲基乙基酮 (MEK)以50:50的重量比混合）混合，從而制備了包括10wt%的硅的硅漿料。
[0096] 比較例4
[0097] 將平均粒徑為50nm的硅粉末與混合溶劑(在該混合溶劑中，將NMP與碳酸二乙酯 (DC)以50:50的重量比混合）混合，從而制備了包括10wt%的硅的硅漿料。
[0098] 比較例5
[0099] 將平均粒徑為50nm的硅粉末與四氫呋喃（THF)混合，從而制備了包括10wt%的硅 的硅漿料。
[0100] 比較例6
[0101] 除了將丙烯酸單體而不是聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物用作添加劑外，以與實(shí) 施例2中相同的方式制備了滿足表2中所表示的分散條件的硅漿料。
[0102] 實(shí)駘例1
[0103] 使用ELS-Z2(OtsukaElectronicsCo.，Ltd.(大冢電子株式會(huì)社)），通過動(dòng)態(tài)光 散射測量了實(shí)施例1?4和6以及比較例1?6中所制備的硅漿料的硅顆粒的分布特性。 結(jié)果示于圖1和圖2中，并且對(duì)應(yīng)于上述結(jié)果的D90/D50的值和D50的值示于表1和表2 中。
[0104] [表 1]
[0105]

【權(quán)利要求】
1. 一種娃漿料，所述娃漿料用于二次電池的陽極活性材料，所述娃漿料包括娃顆粒和 分散介質(zhì)，其中，當(dāng)用D90來表示累積粒度分布為90%的娃粒徑W及用D50來表示累積粒度 分布為50%的娃粒徑時(shí)，所述娃漿料滿足1《D90/D50《2. 5,且2皿<050<180皿的分散條 件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，其中，所述娃漿料具有1《D90/D50《2. 0,且 2nm<D50<160nm的娃顆粒分布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，其中，所述娃漿料具有1《D90/D50《1. 75,且 2nm<D50<120nm的娃顆粒分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，其中，娃W 0. Iwt%?30wt%的量存在。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，其中，所述分散介質(zhì)包括選自由N-甲基-2-化咯 焼麗、四氨巧喃、水、己醇、甲醇、環(huán)己醇、環(huán)己麗、甲基己基麗、丙麗、己二醇、辛快、碳酸二己 醋、二甲基亞諷，及其混合物組成的組中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，還包括添加劑，所述添加劑包括選自由聚丙帰酸、聚 丙帰酸醋、聚甲基丙帰酸、聚甲基丙帰酸甲醋、聚丙帰醜胺、駿甲基纖維素、聚己酸己帰醋、 聚馬來酸、聚己二醇、聚己帰樹脂、它們的共聚物、包括對(duì)Si具有高親和性的嵌段和對(duì)Si具 有低親和性的嵌段的嵌段共聚物，及其混合物組成的組中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的娃漿料，其中，基于100重量份的所述娃顆粒，所述添加劑W 約0. 1重量份?約50重量份的量存在。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，其中，所述娃漿料受過超聲處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的娃漿料，其中，所述超聲處理W批次方式或W連續(xù)循環(huán)方式 來進(jìn)行，在所述批次方式中，使全部所述娃漿料經(jīng)受超聲處理，在所述連續(xù)循環(huán)方式中，連 續(xù)地使所述娃漿料的一部分經(jīng)受超聲處理，同時(shí)使所述娃漿料循環(huán)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的娃漿料，其中，所述娃漿料通過使平均粒徑為2nm?200nm 的娃粉末與所述分散介質(zhì)混合來制備。
11. 一種碳-娃復(fù)合物，所述碳-娃復(fù)合物由混合的組合物制備，在所述混合的組合物 中，碳與根據(jù)權(quán)利要求1?10中任意一項(xiàng)所述的娃漿料混合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳-娃復(fù)合物，其中，所述碳包括選自由漸青、天然石墨、人 造石墨、軟碳、硬碳、石墨帰、碳納米管，及其混合物組成的組中的至少一種。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳-娃復(fù)合物，其中，基于100重量份的所述碳，娃W約0. 5 重量份?約30重量份的量存在。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳-娃復(fù)合物，其中，所述碳-娃復(fù)合物通過對(duì)所述混合的 組合物進(jìn)行熱處理并隨后碳化來制備。
【文檔編號(hào)】H01M4/38GK104347860SQ201410079821
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】金堯燮, 鄭恩惠, 鄭圣虎, 金亨洛 申請(qǐng)人:Oci有限公司