一种天然亚麻籽胶用作硅基负极粘结剂的锂离子电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种天然亚麻籽胶用作硅基负极粘结剂的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

20 世纪 90 年代，日本索尼（SONY） 公司以碳材料为负极，含锂化合物作为正极制备了首个商用锂离子电池。其中，负极材料对锂离子电池的性能有较大的影响。对于锂离子电池负极来说，应具有低电压平台、容量高、可逆性好、电导率高、具有良好的稳定性等优点。石墨负极是目前使用最为广泛、发展最为成熟的商业锂离子电池负极材料，它具有嵌锂平台低（<0.25 V, vs Li/Li

硅负极由于具有高天然丰度、环境友好性、相对较低的锂化电位（<0.4 V vs Li/Li

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然亚麻籽胶（FG）用作锂离子电池硅基负极粘结剂，首次将亚麻籽胶用作锂离子电池硅基负极粘结剂，以抑制硅基负极在循环过程中的体积膨胀。以硅纳米颗粒为活性材料，亚麻籽胶（FG）作为粘结剂组装而成的锂离子电池具有很高的比容量和循环稳定性，在电流密度为2 A·g

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂电池组装方法，将硅纳米颗粒、乙炔黑、亚麻籽胶按比例混合研磨后均匀地涂在铜箔上做负极，利用亚麻籽胶作为粘结剂，参比电极和对电极均为金属锂，所有组装均在手套箱里进行。

所述硅纳米颗粒、乙炔黑、亚麻籽胶按照质量比6：2：2混合。

利用上述方法，可以制备得到一种利用天然亚麻籽胶用作电池硅基负极粘结剂的锂电池。

本发明的优点在于：

（1）本发明将亚麻籽胶用作锂离子电池硅基负极粘结剂，抑制硅基负极在循环过程中的体积膨胀，亚麻籽胶作为粘结剂组装而成的锂离子电池具有很高的比容量和循环稳定性，在电流密度为2 A·g

（2）本申请Si @ FG电极在0.2、0.5、1.0、2.0、3.0和4.0A g

（3）本发明提出了将亚麻籽胶用作锂离子电池硅基负极的新型粘结剂，该粘结剂价格低廉，工艺简单，易于获取，环境友好；利用该粘结剂所制备的锂离子电池电池循环性能、倍率性能优异，具有良好的发展前景。

附图说明

图1 扫描电镜、透射电镜、XRD和FTIR分析。

图2 电化学性能分析。

具体实施方式

亚麻籽胶购于上海鼎芬化学科技有限公司。按质量比硅纳米颗粒 ：乙炔黑：亚麻籽胶＝6：2：2置于球磨罐中，以去离子水为分散介质球磨3小时混合均匀后用刮刀涂在铜箔上做负极，利用亚麻籽胶作为粘结剂，参比电极和对电极均为金属锂，电解质含有1mol L

从图1a的SEM图像来看，硅纳米颗粒（SiNPs）的平均直径约为100 nm左右。SiNPs的HRTEM图像(图1b)显示出明显的晶格条纹，表明SiNPs的结晶状态。此外，在SiNPs的外表面形成了厚度为5.1 nm的非晶态氧化层(SiOx)。这种非晶态氧化层可以提供硅烷醇基团(Si-OH)，与粘合剂形成强烈的相互作用。SiNPs的XRD谱图如图1c所示，SiNPs的主要衍射峰集中在28.4°、47.3°、56.1°、69.1°和76.4°，分别属于SiNPs晶体的(111)、(220)、(311)、(400)和(331)晶面。FTIR光谱被用于进一步研究聚合物粘结剂和SiNPs之间形成的强氢键。如果材料之间发生相互作用，与特定基团相对应的吸收峰将在光谱中移向较低或较高的波数。如图1d所示，FG粘结剂在3339cm

通过纽扣电池在0.01~1.2V(相对于Li/Li

综上所述，用亚麻籽胶作为粘结剂组装的锂离子电池具有很高的比容量和循环稳定性，在电流密度为2 A·g

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。