一种高容量负极粘结体系及负极、锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种高容量负极粘结体系及负极、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高、无记忆效应、循环寿命长和环境友好等诸多优点，被广泛用于消费电子产品、动力电池和储能产品中。

随着各种用电设备的不断多功能化和精细化，人们其对锂离子电池的能量密度也提出了越来越高的要求。为了提高锂离子电池的能量密度，研究人员对高容量负极活性材料和使用此材料的负极及锂电池进行了大量的研究。现在市场上锂离子电池普遍使用石墨负极，可逆容量达到360mAh/g，逐步趋近到372mAh/g的理论极限。而高容量负极活性材料，特别是硅负极材料，理论容量可以达到3600mAh/g以上，可以有效提高锂离子电池的能量密度。

但是高容量负极活性材料，由于嵌锂量大，充放电过程中膨胀收缩比大，可达300％以上(石墨负极膨胀收缩比约在10％)，因此在充放电过程中，使用常规的粘结剂，活性材料容易破裂以及负极活性层结构开裂破坏，会极大增加使用过程中的电池膨胀和降低电池的循环寿命。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高容量负极粘结体系及负极、锂离子电池，旨在解决现有技术中活性材料容易破裂的问题。

一种高容量负极粘结体系，用于粘结负极活性材料形成负极活性物质层，其中，包括：包覆在负极活性材料表面的弹性包裹层和与所述弹性包裹层连接的水溶性聚合物。

所述的高容量负极粘结体系，其中，所述弹性包裹层的弹性模量为0.1MPa～200MPa，所述弹性包裹层的断裂伸长率大于20％。

所述的高容量负极粘结体系，其中，所述弹性包裹层的厚度为10nm～500nm。

所述的高容量负极粘结体系，其中，所述弹性包裹层包括弹性材料；

所述弹性材料包括：聚醚胺弹性材料、环氧树脂弹性材料、聚醚树脂弹性材料、聚氨酯弹性材料、聚苯乙烯弹性材料、聚丙烯酸酯弹性材料、聚乙烯弹性材料、聚丙烯弹性材料、聚酰胺弹性材料、丁苯橡胶材料、天然橡胶材料、丁腈橡胶材料、乙丙橡胶材料、硅橡胶材料中的至少一种。

所述的高容量负极粘结体系，其中，所述水溶性聚合物包括：羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、多糖类聚合物中的至少一种。

一种锂离子电池负极，其中，包括：负极集流体、形成于所述负极集流体上的负极活性物质层；

其中，所述负极活性物质层包括：负极活性材料、包覆在负极活性材料表面的弹性包裹层、与所述弹性包裹层连接形成如上所述高容量负极粘结体系的水溶性聚合物、分散在所述负极活性物质层中的导电剂和辅助添加剂。

所述的锂离子电池负极，其中，所述辅助添加剂包括：多功能团氮丙啶、多功能团聚碳化二亚胺、多功能团异氰酸酯、多功能团环氧树脂、铁离子、铜离子、有机锡催化剂中的至少一种。

所述的锂离子电池负极，其中，所述负极活性材料为硅活性材料。

所述的锂离子电池负极，其中，所述负极活性物质层中，所述水溶性聚合物的重量为负极活性材料重量的1％～10％。

一种锂离子电池，其中，包括如上述锂离子电池负极。

有益效果：第一，所述高容量负极粘结体系能够降低锂离子电池负极膨胀。由于弹性包裹层的存在和整体粘结体系连续网络结构的形成，可以有效抑制活性材料和活性层的膨胀以及锂离子电池的膨胀；第二，所述高容量负极粘结体系提高锂离子电池的长循环寿命。一方面，弹性包裹层抑制了活性材料的破裂，提高了活性材料的寿命；由于弹性包裹层的存在和整体粘结体系连续网络结构的形成，抑制了负极活性层整体的结构破坏，加强了粘结剂对活性材料的粘结强度及长期稳定性，增加了负极及锂离子电池的寿命。

附图说明

图1为本发明所述锂离子电池负极的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种高容量负极粘结体系及负极、锂离子电池，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种高容量负极粘结体系，用于粘结负极活性材料形成负极活性物质层，其中，包括：包覆在负极活性材料表面的弹性包裹层(交联高分子弹性包裹层)和与所述弹性包裹层连接的水溶性聚合物(水溶性高分子)。

本发明中所述弹性包裹层与水溶性聚合物形成高容量负极粘结体系，可以随着负极活性材料膨胀收缩，并抑制负极活性材料膨胀以及碎裂。具体地，所述弹性包裹层包覆于负极活性材料之上，由于其良好的弹性，可以随着活性材料膨胀收缩，并抑制活性材料膨胀以及碎裂；由弹性包裹层形成的活性材料外壳界面更加稳定，与水溶性聚合物粘结更加牢固，抑制由于膨胀收缩过程中产生的粘结失效；由于弹性包裹层配合水溶性聚合物，可以确保形成粘结体系连续网络结构，保证负极活性层长期循环的结构稳定。

本发明中弹性包裹层(交联高分子弹性包裹层)包覆于负极活性材料之上，其中，弹性包裹层具有良好的弹性，可以随着负极活性材料膨胀收缩，并抑制负极活性材料膨胀以及碎裂。本发明中弹性包裹层需要具有良好的弹性，通常是交联高分子弹性包裹层。若弹性模量过低，不能有效抑制活性材料的膨胀和碎裂；若弹性模量过高，内部应力过大，也可能会造成活性粒子破裂。在本发明的一个实施方式中，所述弹性包裹层弹性模量为0.1MPa～200MPa，进一步地，所述弹性包裹层弹性模量为1MPa～50MPa。

本发明中，若所述弹性包裹层断裂伸长率过低，交联高分子弹性层可能在膨胀过程中破裂，不能有效抑制活性材料的膨胀和碎裂。在本发明的一个实施方式中，所述弹性包裹层的断裂伸长率大于20％。进一步地，所述弹性包裹层的断裂伸长率大于50％。

本发明中，若所述弹性包裹层的厚度过薄，可能不能有效抑制活性材料的膨胀和碎裂；若所述弹性包裹层的厚度过厚，会影响锂离子的扩散进入，从而影响容量、倍率及低温性能。在本发明的一个实施方式中，所述弹性包裹层的厚度为10nm～500nm；进一步地，所述弹性包裹层的厚度为20nm～200nm。

在本发明的一个实施方式中，所述弹性包裹层包括弹性材料。具体地，本发明中所述弹性材料可具体可以是包括一种或多种高分子聚合物弹性体(交联高分子)。所述弹性包裹层的主要成分为高分子弹性体。在本发明的一个实施方式中，所述弹性材料选自聚醚胺弹性材料、环氧树脂弹性材料、聚醚树脂弹性材料、聚氨酯弹性材料、聚苯乙烯类弹性材料、聚丙烯酸酯类弹性材料、聚乙烯类弹性材料、聚丙烯类弹性材料、共聚酯类弹性材料、聚酰胺弹性材料、丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶中的至少一种。进一步地，所述弹性包裹层包括：聚醚胺弹性包裹层、环氧树脂弹性包裹层、聚醚树脂弹性包裹层、聚氨酯弹性包裹层、聚苯乙烯弹性包裹层、聚丙烯酸酯弹性包裹层、聚乙烯弹性包裹层、聚丙烯弹性包裹层、聚酰胺弹性包裹层、丁苯橡胶包裹层、天然橡胶包裹层、丁腈橡胶包裹层、乙丙橡胶包裹层、硅橡胶包裹层中的至少一种。

水溶性聚合物用于与弹性包裹层配合，形成粘结体系连续网络结构。所述水溶性聚合物呈长条形或链条形，位于多个弹性包裹层之间，并与多个弹性包裹层表面的交联点连接。在本发明的一个实施方式中，所述水溶性聚合物选自羧甲基纤维素钠及其衍生物、海藻酸钠及其衍生物、聚丙烯酸及其共聚物、聚甲基丙烯酸及其共聚物、聚丙烯酰胺及其共聚物、多糖类聚合物及其衍生物、二异氰酸酯及其衍生物中的至少一种。进一步地，所述水溶性聚合物包括：羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、多糖类聚合物中的至少一种。

请参阅图1，本发明还提供了一种锂离子电池负极，其中，包括：包括：负极集流体1、形成于所述负极集流体1上的负极活性物质层2；

其中，所述负极活性物质层2包括：负极活性材料210、包覆在负极活性材料210表面的弹性包裹层221、与所述弹性包裹层221连接形成如上所述高容量负极粘结体系220的水溶性聚合物222、分散在所述负极活性物质层2中的导电剂和辅助添加剂。

本发明所述负极活性物质层2包括如上所述高容量负极粘结体系220。本发明中所述高容量负极粘结体系220是一种网络粘结体系，特指辅助活性材料粘结成活性层的粘结剂部分，不包括负极活性材料210、导电剂和其他辅助材料。也即是，网络粘结体系由弹性包裹层221和水溶性聚合物222组成。所述高容量负极粘结体系220不包括导电剂部分，后面需要与负极活性材料210、导电剂等组成负极活性层2，才可以完成充放电功能。进一步地，所述弹性包裹层221和水溶性聚合物222通过交联点230连接。所述交联点主要以化学键粘结，包括离子键、共价键等。可见，本发明中所述弹性包裹层包裹221在负极活性材料210上并与水溶性聚合物222相连接，从而形成连续网络结构。

本发明中锂离子电池负极的负极活性物质层2中，多个所述弹性包裹层221与水溶性聚合物在交联点230处连接，而且水溶性聚合物222之间也会形成交联点230，从而形成一种网络粘结体系。本发明由交联弹性包裹层221形成的负极活性材料210外壳界面更加稳定，与水溶性聚合物222粘结更加牢固，抑制由于膨胀收缩过程中产生的粘结失效；由于交联弹性包裹层221的存在，配合水溶性聚合物222，可以确保形成粘结体系连续网络结构，保证负极活性层2长期循环的结构稳定。

相对于现有技术，本发明锂离子电池负极至少具有以下优点：第一，低膨胀率。由于高分子弹性包裹层221的存在和整体粘结体系连续网络结构的形成，可以有效抑制负极活性材料210和负极活性层2的膨胀以及最终锂离子电池的膨胀；第二，长循环寿命。一方面，交联高分子包裹层221抑制了活性材料210的破裂，提高了负极活性材料210的寿命；由于交联高分子包裹层220的存在和整体粘结体系连续网络结构的形成，抑制了负极活性层2整体的结构破坏，加强了粘结剂对活性材料210的粘结强度及长期稳定性，增加了负极及锂离子电池的寿命。

在本发明的一个实施方式中，所述负极活性材料210为硅活性材料。所述硅活性材料为颗粒状，也可以称为硅活性粉。

本发明中所述水溶性聚合物222能够溶于水中，可以在水性环境中制备得到锂离子电池负极。所述水溶性聚合物222也可以称为水溶性高分子。水溶性聚合物作为增稠剂、交联剂、分散剂以及粘结剂使用。

在本发明的一个实施方式中，所述导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维一种或多种。

所述辅助添加剂可以分散在高容量负极粘结体系220。所述辅助添加剂可以辅助弹性包裹层221与水溶性聚合物222之间交联以及水溶性聚合物222之间的交联，从而形成整体粘结体系连续网络结构，保证负极活性层长期循环的结构稳定。在本发明的一个实施方式中，所述辅助添加剂包括：多功能团氮丙啶(氮丙啶类交联剂)、多功能团聚碳化二亚胺(碳化二亚胺类交联剂)、多功能团异氰酸酯(异氰酸酯类交联剂)、多功能团环氧树脂(环氧类交联剂)、铁离子、铜离子、有机锡催化剂中的至少一种。可选地，所述多功能团氮丙啶、多功能团聚碳化二亚胺、多功能团异氰酸酯、多功能团环氧树脂中的功能团可以是羟基功能团。

在本发明的一个实施方式中，所述水溶性聚合物的重量约为负极活性物质层重量的1％～10％。在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述负极活性物质层包括：负极活性材料80～110份、水溶性聚合物1～20份、导电剂1～20份。可选地，按重量份计，所述负极活性物质层包括：负极活性材料90～96份、水溶性聚合物1～6份、导电剂1-3份。

本发明还提供一种如上所述的锂离子电池负极的制备方法，其中，包括：

S100、将负极活性材料和高分子弹性材料分散到第一溶剂中，得到分散液；

S200、将所述分散液进行喷雾干燥，得到负极活性复合材料；

S300、将所述负极活性复合材料、水溶性聚合物、导电剂、第二溶剂混合后，涂覆在集流体上，干燥后得到锂离子电池负极。

在本发明的一个实施方式中，在所述S100中可以添加一定量的如上所述辅助添加剂，用于生成包覆活性材料表面的弹性包裹层；和/或在所述S200中可以添加一定量的如上所述辅助添加剂，作为负极活性层的交联剂。

在制备过程中，将负极活性材料放入第一溶剂搅拌使负极活性材料充分分散，再加入高分子弹性材料搅拌均匀；将上述分散液进行喷雾干燥，使所述高分子弹性材料包覆在负极活性材料上形成高分子弹性包裹层，得到负极活复合性材料。所述负极活性复合材料是一种包覆负极活性材料，具体是在负极活性材料表面包覆有弹性包裹层的复合材料。

所述高分子弹性材料是形成高分子弹性包裹层的材料，例如聚氨酯材料对应制备聚氨酯弹性包裹层。此外，本发明还可以是将高分子弹性材料替换为高分子弹性材料预聚体或高分子弹性材料的单体，并添加一定量的引发剂，在喷雾干燥干燥过程进行聚合形成弹性包裹层。例如，二异氰酸酯可以通过反应生成聚氨酯弹性体包裹层。

所述S300中具体包括：

S301、按配方将第二溶剂和水溶性聚合物加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到水溶性聚合物溶液；

S302、按配方把导电剂加入已经溶解好的水性高分子溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下；而后按配方加入负极活性复合材料，加速搅拌至细度为30μm以下；真空慢速搅拌均匀，用150目不锈钢筛网过滤即制得所需的负极浆料。

S303、将所述负极浆料均匀地涂在的集流体(如铜箔)两面，烘干并真空高温除水，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到负极片。

本发明还提供一种锂离子电池，其中，包括如上所述锂离子电池负极。具体地，所述锂离子电池包括正极、负极、间隔于所述正极和负极之间的隔膜，以及电解液，其中，所述的负极为上述锂离子电池负极。

可见，本发明提供一种能有效抑制高容量负极膨胀、提升高容量负极活性材料和活性层稳定性的锂离子电池高容量负极粘结体系，以降低锂离子电池负极膨胀和提高锂离子电池的循环寿命，以及包含该粘结体系的负极及锂离子电池。

以下结合具体的对比例和实施例对本发明的内容进一步说明。

对比例1

负极的制备：

负极浆料配方按干料重量百分比计，由1.5％羧甲基纤维素钠、1.5％丁苯乳液、1.5％导电炭黑、0.5％碳纳米管、95％硅活性材料(硅粉)组成。浆料配置过程中，溶剂为水，水占总浆料的60％。

首先按以上配方将水和羧甲基纤维素钠加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到水性高分子溶液；再按配方把导电炭黑和碳纳米管加入已经溶解好的水性高分子溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下；而后按配方加入硅活性材料，加速搅拌至细度为30μm以下；降低转速，加入丁苯乳液，真空慢速搅拌均匀；最后用150目不锈钢筛网过滤即制得所需的负极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为8μm的铜箔两面，烘干并真空高温除水，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到负极片。

正极的制备：

正极使用钴酸锂(LiCoO

按以上配方将N－甲基吡咯烷酮(NMP)和PVDF加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到PVDF溶液，再按配方把导电炭黑加入到已经溶解好的油性PVDF溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下，最后按配方加入钴酸锂，真空搅拌均匀。用200目不锈钢筛网过滤即制得所需的正极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为12μm铝箔两面，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到正极片。

隔膜选用厚度为12um的聚乙烯(PE)多孔膜。

电解液的配制：

将碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸二甲酯DMC按照体积比3：3：4配制成混合溶剂，然后再加入溶质六氟磷酸锂(LiPF

电池的组装：

将上述正极、隔膜和负极卷绕形成电芯，再用铝塑膜封装，并注入上述电解液，封装后对电池进行化成和老化测试，得到长宽厚分别为32mm、82mm、4.2mm的方形软包装电池。

对比例2

负极的制备：

负极浆料配方按干料重量百分比计，由5％羧甲基纤维素钠、1.5％导电炭黑、0.5％碳纳米管、93％硅活性材料组成。浆料配置过程中，溶剂为水，水占总浆料的60％。

首先按以上配方将水和羧甲基纤维素钠加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到水性高分子溶液；再按配方把导电炭黑和碳纳米管加入已经溶解好的水性高分子溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下；而后按配方加入硅活性材料，加速搅拌至细度为30μm以下，真空慢速搅拌均匀；最后用150目不锈钢筛网过滤即制得所需的负极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为8μm的铜箔两面，烘干并真空高温除水，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到负极片。

正极的制备：

正极使用钴酸锂(LiCoO

按以上配方将N－甲基吡咯烷酮(NMP)和PVDF加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到PVDF溶液，再按配方把导电炭黑加入到已经溶解好的油性PVDF溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下，最后按配方加入钴酸锂，真空搅拌均匀。用200目不锈钢筛网过滤即制得所需的正极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为12μm铝箔两面，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到正极片。

隔膜选用厚度为12um的聚乙烯(PE)多孔膜。

电解液的配制：

将碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸二甲酯DMC按照体积比3：3：4配制成混合溶剂，然后再加入溶质六氟磷酸锂(LiPF

电池的组装：

将上述正极、隔膜和负极卷绕形成电芯，再用铝塑膜封装，并注入上述电解液，封装后对电池进行化成和老化测试，得到长宽厚分别为32mm、82mm、4.2mm的方形软包装电池。

实施例1

负极的制备：

首先将1公斤硅活性材料放入4公斤醋酸丁酯搅拌，加入一定量的柔性聚醚胺快速搅拌并使硅活性材料充分分散，再加入0.95当量的双酚A环氧树脂(柔性聚醚胺和双酚A的量加起来约为0.25公斤)搅拌均匀。将上述分散液进行喷雾干燥，收集干燥后的包覆硅活性材料备用。

负极浆料配方按干料重量百分比计，由1.5％羧甲基纤维素钠、3.5％聚丙烯酸、0.2％的甲苯二异氰酸酯、1.5％导电炭黑、0.5％碳纳米管、92.8％包覆硅活性材料组成。浆料配置过程中，溶剂为水，水占总浆料的60％。

首先按以上配方将水和羧甲基纤维素钠以及聚丙烯酸加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到水性高分子溶液；再按配方把导电炭黑和碳纳米管加入已经溶解好的水性高分子溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下；而后按配方加入包覆硅活性材料，加速搅拌至细度为30μm以下；在涂布前加入甲苯二异氰酸酯，真空慢速搅拌均匀；最后用150目不锈钢筛网过滤即制得所需的负极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为8μm的铜箔两面，烘干并真空高温除水，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到负极片。

正极的制备：

正极使用钴酸锂(LiCoO

按以上配方将N－甲基吡咯烷酮(NMP)和PVDF加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到PVDF溶液，再按配方把导电炭黑加入到已经溶解好的油性PVDF溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下，最后按配方加入钴酸锂，真空搅拌均匀。用200目不锈钢筛网过滤即制得所需的正极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为12μm铝箔两面，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到正极片。

隔膜选用厚度为12um的聚乙烯(PE)多孔膜。

电解液的配制：

将碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸二甲酯DMC按照体积比3：3：4配制成混合溶剂，然后再加入溶质六氟磷酸锂(LiPF

电池的组装：

将上述正极、隔膜和负极卷绕形成电芯，再用铝塑膜封装，并注入上述电解液，封装后对电池进行化成和老化测试，得到长宽厚分别为32mm、82mm、4.2mm的方形软包装电池。

实施例2

负极的制备：

首先将1公斤硅活性材料放入4公斤醋酸丁酯搅拌，加入一定量的柔性端羟多官能团聚醚树脂快速搅拌并使硅活性材料充分分散，再加入1.1当量的甲苯二异氰酸酯(柔性端羟多官能团聚醚树脂和甲苯二异氰酸酯的量加起来约为0.25公斤)搅拌均匀。将上述分散液进行喷雾干燥，收集干燥后的包覆硅活性材料备用。

负极浆料配方按干料重量百分比计，由1.5％羧甲基纤维素钠、3.5％海藻酸钠、1.5％导电炭黑、0.5％碳纳米管、93％包覆硅活性材料组成。浆料配置过程中，溶剂为水，水占总浆料的60％。

首先按以上配方将水和羧甲基纤维素钠以及海藻酸钠加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到水性高分子溶液；再按配方把导电炭黑和碳纳米管加入已经溶解好的水性高分子溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下；而后按配方加入包覆硅活性材料，加速搅拌至细度为30μm以下；真空慢速搅拌均匀，用150目不锈钢筛网过滤即制得所需的负极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为8μm的铜箔两面，烘干并真空高温除水，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到负极片。

正极的制备：

正极使用钴酸锂(LiCoO

按以上配方将N－甲基吡咯烷酮(NMP)和PVDF加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到PVDF溶液，再按配方把导电炭黑加入到已经溶解好的油性PVDF溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下，最后按配方加入钴酸锂，真空搅拌均匀。用200目不锈钢筛网过滤即制得所需的正极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为12μm铝箔两面，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到正极片。

隔膜选用厚度为12um的聚乙烯(PE)多孔膜。

电解液的配制：

将碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸二甲酯DMC按照体积比3：3：4配制成混合溶剂，然后再加入溶质六氟磷酸锂(LiPF

电池的组装：

将上述正极、隔膜和负极卷绕形成电芯，再用铝塑膜封装，并注入上述电解液，封装后对电池进行化成和老化测试，得到长宽厚分别为32mm、82mm、4.2mm的方形软包装电池。

实施例3

负极的制备：

首先将1公斤硅活性材料放入4公斤醋酸丁酯搅拌，加入0.25公斤的聚丙烯酸酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯:丙烯酸丁酯:丙烯酸：羟甲基丙烯酰胺＝34:60:4:2)，快速搅拌至硅活性材料分散均匀。将上述分散液进行喷雾干燥，收集干燥后的包覆硅活性材料备用。

负极浆料配方按干料重量百分比计，由5％聚丙烯酸衍生物(丙烯酸：羟乙基丙烯酸酯：羟甲基丙烯酰胺＝70:25:5)、1.5％导电炭黑、0.5％碳纳米管、93％包覆硅活性材料组成。浆料配置过程中，溶剂为水，水占总浆料的60％。

首先按以上配方将水和聚丙烯酸衍生物加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到水性高分子溶液；再按配方把导电炭黑和碳纳米管加入已经溶解好的水性高分子溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下；而后按配方加入包覆硅活性材料，加速搅拌至细度为30μm以下；真空慢速搅拌均匀，用150目不锈钢筛网过滤即制得所需的负极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为8μm的铜箔两面，烘干并真空高温除水，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到负极片。

正极的制备：

正极使用钴酸锂(LiCoO

按以上配方将N－甲基吡咯烷酮(NMP)和PVDF加入到搅拌机中，在真空状态下溶解完全，得到PVDF溶液，再按配方把导电炭黑加入到已经溶解好的油性PVDF溶液中，快速搅拌至细度为5μm以下，最后按配方加入钴酸锂，真空搅拌均匀。用200目不锈钢筛网过滤即制得所需的正极浆料。

将该浆料均匀地涂在厚度为12μm铝箔两面，再用辊压机将极片压实，裁片，焊接极耳，得到正极片。

隔膜选用厚度为12um的聚乙烯(PE)多孔膜。

电解液的配制：

将碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸二甲酯DMC按照体积比3：3：4配制成混合溶剂，然后再加入溶质六氟磷酸锂(LiPF

电池的组装：

将上述正极、隔膜和负极卷绕形成电芯，再用铝塑膜封装，并注入上述电解液，封装后对电池进行化成和老化测试，得到长宽厚分别为32mm、82mm、4.2mm的方形软包装电池。

表1实施例1至3和对比例1至2的克容量发挥、极片膨胀和循环寿命

由表1可知，本发明锂离子电池负极采用了本发明的高容量负极粘结体系，与采用SBR和羧甲基纤维素钠作为粘接剂以及采用羧甲基纤维素钠作为粘结剂的负极相比，有效的抑制了极片膨胀和改善了循环寿命。

综上所述，本发明的负极中采用了本发明的高容量负极粘结体系，包括包覆于高容量负极活性材料上的弹性包裹层、水溶性聚合物以及其它辅助添加剂，能够有效的抑制极片膨胀和改善循环寿命。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。