硅碳负极极片的界面修饰方法及界面修饰的硅碳负极极片与流程

本申请涉及电池，特别涉及一种硅碳负极极片的界面修饰方法及界面修饰的硅碳负极极片。

背景技术：

1、锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命，已成为便携式电子设备、电动汽车和大规模储能系统的核心动力源。随着上述领域对续航能力和功率性能要求的持续提升，开发具有更高能量密度和更长循环寿命的下一代锂离子电池已成为行业发展的迫切需求。

2、在负极材料领域，硅基材料因其超高的理论比容量（约4200mah/g）而备受关注，但其商业化应用面临瓶颈：硅在充放电过程中约300%的体积膨胀导致电极结构破坏，硅-碳界面结合力弱，长循环后易发生颗粒剥离和电接触失效。

技术实现思路

1、本申请提供一种硅碳负极极片的界面修饰方法及界面修饰的硅碳负极极片，以解决相关技术中硅在充放时电体积膨胀导致电极结构破坏，长循环后易发生颗粒剥离和电接触失效的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种硅碳负极极片的界面修饰方法，其包括：

3、通过3d打印技术在硅碳负极极片表面沉积富氮聚合物墨水，形成聚合物微区；

4、利用激光对所述聚合物微区进行限域热处理，诱导所述聚合物微区与所述硅碳负极极片表面反应，形成化学键合的增强网络层，得到界面修饰后的硅碳负极极片。

5、结合第一方面，在一种实施方式中，所述富氮聚合物墨水的原料包括聚酰胺酸与尿素的混合物、聚丙烯腈、聚硅氮烷或聚苯胺中的一种或多种。

6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述聚酰胺酸与尿素的混合物中，所述尿素的质量分数为2～10%。

7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述聚合物微区的图案包括点阵、网格、条状或岛状中的一种或多种组合。

8、结合第一方面，在一种实施方式中，所述限域热处理包括：激光的功率为3.6～6.6w，激光的扫描速度40～60mm/s，激光的扫描线间距0.08～0.12mm。

9、结合第一方面，在一种实施方式中，所述沉积富氮聚合物墨水与所述限域热处理分步进行，或者同步进行；

10、其中，所述分步进行包括：在沉积完成后对所述聚合物微区先进行干燥固化，再进行所述限域热处理；

11、所述同步进行包括：通过集成于打印喷头旁侧的激光模块在沉积的同时进行所述限域热处理。

12、结合第一方面，在一种实施方式中，所述方法还包括：

13、对所述界面修饰后的硅碳负极极片进行真空干燥或收卷处理。

14、结合第一方面，在一种实施方式中，所述硅碳负极极片包括集流体以及涂覆于所述集流体表面的硅碳活性材料层，所述硅碳活性材料层包含硅碳材料、石墨、导电剂和粘结剂。

15、第二方面，本申请实施例提供了一种界面修饰的硅碳负极极片，其采用如上任一所述的硅碳负极极片的界面修饰方法得到。

16、第三方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池，其包括如上所述的界面修饰的硅碳负极极片。

17、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

18、本申请实施例提供了一种硅碳负极极片的界面修饰方法及界面修饰的硅碳负极极片，通过在硅碳负极极片上诱导形成化学键合的增强网络层，强化硅碳负极极片内部颗粒的连接强度，增强硅碳负极极片的机械强度，抑制循环过程中极片的体积变化与粉化，从而提升电池循环性能与安全性能。

1.一种硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于：

3.如权利要求2所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于：所述聚酰胺酸与尿素的混合物中，所述尿素的质量分数为2～10%。

4.如权利要求1所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于：所述聚合物微区的图案包括点阵、网格、条状或岛状中的一种或多种组合。

5.如权利要求1所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于：所述限域热处理包括：激光的功率为3.6～6.6w，激光的扫描速度40～60mm/s，激光的扫描线间距0.08～0.12mm。

6.如权利要求1所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于：

7.如权利要求1所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.如权利要求1所述的硅碳负极极片的界面修饰方法，其特征在于：所述硅碳负极极片包括集流体以及涂覆于所述集流体表面的硅碳活性材料层，所述硅碳活性材料层包含硅碳材料、石墨、导电剂和粘结剂。

9.一种界面修饰的硅碳负极极片，其特征在于，其采用如权利要求1至8任一所述的硅碳负极极片的界面修饰方法得到。

10.一种锂离子电池，其特征在于，其包括如权利要求9所述的界面修饰的硅碳负极极片。