一种硅基负极片及其制备方法与二次电池与流程

1.本发明属于硅基负极片制造技术领域，涉及一种硅基负极片及其制备方法与二次电池。


背景技术：

2.为满足电池越来越高的能量密度需求，含硅电池得到普遍应用。低于10％硅含量的电池已得到广泛应用。10％硅以上的高硅含量电池存在较多技术难点，如循环差、膨胀大和极片褶皱等问题。由于高硅添加量的负极极片在平行于极片方向的膨胀力大，对负极集流体铜箔的拉伸力巨大，使得常规铜箔在电芯满充后发生褶皱卷边等现象，引起电芯短路等风险并恶化了循环。
3.cn 108199002a涉及一种高比能锂离子电池负极，包括以下质量比的组分：负极活性材料70-98％、导电剂一0-5％、导电剂二0-5％以及粘接剂余量，同时提出了通过该组份制备锂电池负极的制备方法，包括以下步骤：s1将负极活性材料、导电剂一、导电剂二和粘接剂加入去离子水，进行充分搅拌，得到负极浆料；s2将上述负极浆料用涂覆机涂覆于厚度为4-12um，孔隙率为0％-50％，孔径大小0-200um铜箔集流体上，并进行烘干；s3将步骤s2中烘干后的铜箔集流体辊压，制成负极极片。利用不同类型导电剂的组合，以及多孔集流体，提升了电极的粘结强度，有效的抵消了硅负极充放电过程中体积膨胀的不利影响，同时，集流体多孔设计，改善了硅负极膨胀导致极片褶皱问题，降低了硅负极的不安全风险。
4.cn 111224057a涉及一种硅基负极用集流体及其制备方法和硅基负极极片，该制备方法包括步骤：提供质量体积浓度为(1～240)mg/ml的多巴胺溶液，多巴胺溶液中的溶剂是体积比为1:(1～3)的甲醇和ph值大于7的tris缓冲液形成的混合液；将多巴胺溶液在有氧气存在的条件下静置12h～36h，再加入0.05wt％～0.8wt％的羧甲基纤维素水溶液混合，得到涂布液；采用微型凹版涂布方式将涂布液涂布于集流体基体上，干燥即得。制得的表面涂覆有聚多巴胺的硅基负极用集流体，增强了硅基负极浆料中活性材料与集流体之间的粘结力，改善和解决了循环过程中硅碳活性材料易从铜箔等集流体表面剥离脱落的问题，进而增强了硅基负极材料的循环性能。
5.以上技术方案通过添加剂或导电剂改善负极片，改进了硅易膨胀，负极片材料在循环过程中变形褶皱的问题，但是制备工艺复杂，且不能提升硅材料在活性物质中的含量。如何改进硅基负极片，使得提升硅材料在活性物质中的含量，且避免负极片满嵌锂状态极片褶皱或卷边问题，是急需解决的。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种硅基负极片及其制备方法与二次电池，当硅基负极片的铜箔的拉伸强度与硅材料的含量、硅基负极片的剥离力之间满足计算式的关系时，硅基负极片中的硅颗粒能够被抑制膨胀，且铜箔不容易发生平行于极片方向的延展，避免了导致极片褶皱或卷边的问题出现，从而保证了含硅电池具有优异的循环
性能。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括集流体和活性物质层，所述集流体为铜箔，所述活性物质层中的活性物质包括硅材料；
9.所述硅基负极片满足如下关系：
10.t》(40000
×
m 2500)/p
11.其中，m为硅材料的质量占活性物质总质量的百分含量；
12.t为铜箔的拉伸强度，单位为mpa；
13.p为硅基负极片的剥离力，单位为n/m。
14.本发明中提供了一种计算式，当硅基负极片的铜箔的拉伸强度与硅材料的含量、硅基负极片的剥离力之间满足关系时，硅基负极片中的硅颗粒能够被抑制膨胀，且铜箔不容易发生平行于极片方向的延展，避免了导致极片褶皱或卷边的问题出现，从而保证了含硅电池具有优异的循环性能。
15.铜箔的拉伸强度t的测试方法根据gb/t 5230-1995得到。
16.硅基负极片的剥离力p的测试方法为：将硅基负极片裁剪成2cm*15cm的长方形，用双面胶将硅基负极片其中一面的三分之二长度粘到不锈钢板上；用万能拉力机进行测试，夹持剩余三分之一长度没有被粘的硅基负极片，将双面胶与硅基负极片表面180度反向剥离；观察双面胶表面，若残留一层完整的膜片，则测得万能拉力机的力认为是硅基负极片的剥离力。
17.优选地，所述硅材料包括si、sion(0《n《2)或sic中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括si和sion的组合，sion和sic的组合，或si和sic的组合。
18.优选地，所述活性物质还包括碳材料。
19.优选地，所述碳材料包括石墨、硬碳、软碳中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括石墨和硬碳的组合，硬碳和软碳的组合，或石墨和软碳的组合，或石墨、硬碳和软碳的组合。
20.优选地，所述活性物质层包括活性物质、导电剂和粘结剂。
21.优选地，所述活性物质层中，硅材料、碳材料、导电剂和粘结剂的质量比为(9.5～28):(60～86):(1～1.2):(3～6)，例如可以是10:86:1:3、27.6:65.2:1.2:6、23:70:1:6、10:85:1.2:3.8或17:76:1:6，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
22.优选地，活性物质中所述硅材料的含量为10～35wt％，例如可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％或35wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为15～30wt％。
23.本发明提供的硅基负极片中硅材料的含量实现了在活性材料中高于10wt％的添加量。
24.优选地，所述硅基负极片的剥离力为10～40n/m，例如可以是10n/m、15n/m、20n/m、30n/m、35n/m或40n/m，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为18～35n/m。
25.当剥离力较大时，活性材料层与集流体之间作用力较大，同时活性材料层的作用
力较大，能更好地遏制负极中石墨颗粒与硅颗粒的膨胀力，然而提高剥离力的方式是增加活性材料层中粘结剂的用量，当粘结剂的用量提高时，电池的能量密度降低。剥离力越小，铜箔所受的活性材料层对铜箔的平行于铜箔方向的延展力越大，铜箔越容易发生平行于极片方向的延展从而导致极片褶皱或卷边。
26.第二方面，本发明提供了一种根据第一方面所述硅基负极片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
27.(1)混合活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂，得到负极浆料；
28.(2)涂覆所述负极浆料于集流体，干燥冷压，得到所述硅基负极片。
29.优选地，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)和/或去离子水，所述硅基负极片中无溶剂残留。
30.优选地，所述导电剂包括超导碳、炭黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括超导碳和炭黑的组合，炭黑和碳点的组合，碳点和碳纳米管的组合，碳纳米管和石墨烯的组合，或石墨烯和碳纳米纤维中的组合。
31.优选地，所述炭黑包括super p、乙炔黑、科琴黑中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括super p和乙炔黑的组合，乙炔黑和科琴黑的组合，或super p和科琴黑的组合。
32.优选地，所述粘结剂包括丁苯橡胶(sbr)、水溶性不饱和树脂sr-1b、聚丙烯酸(paa)、聚乙烯醇(pva)、海藻酸钠(sa)、羧甲基壳聚糖(cmcs)中的任意一种或至少两种的组合。
33.优选地，步骤(1)所述活性物质包括硅材料和碳材料。
34.优选地，所述硅材料、碳材料、导电剂和粘结剂的质量比为(9.5～28):(60～86):(1～1.2):(3～6)，例如可以是10:86:1:3、27.6:65.2:1.2:6、23:70:1:6、10:85:1.2:3.8或17:76:1:6，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
35.优选地，所述混合还包括助剂，所述助剂包括增稠剂和/或ptc热敏电阻材料。
36.优选地，所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠。
37.优选地，所述活性物质包括硅材料和/碳材料。
38.优选地，所述碳材料为石墨、硬碳、软碳中的任意一种或至少两种的组合。
39.优选地，所述硅材料、碳材料、导电剂、粘结剂、助剂的质量比为(9.5～28):(60～86):(1～1.2):(3～6):(0.5～0.8)，例如可以是9.5:86:1:3:0.5、27.6:64.4:1.2:6:0.8、22.5:70:1:6:0.5、10:85:1.2:3:0.8或17:75.5:1:6:0.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
40.优选地，步骤(2)所述涂覆负极浆料于集流体的至少一个表面。
41.第三方面本发明提供了一种二次电池，所述二次电池中含有如第一方面所述的硅基负极片。
42.优选地，所述二次电池中包括正极片和电解质。
43.优选地，所述电解质包括电解液或固态电解质。
44.优选地，所述电解液包括锂盐和溶剂。
45.优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、高氯酸锂
(licio)、六氟砷酸锂(liase6)、双氟磺酰亚胺锂(lisi)、双三氟甲磺酰亚胺锂(lifsi)、三氟甲磺酸锂(lites)、二氟草酸硼酸锂(lidfob)、二草酸硼酸锂(libob)、二氟磷酸锂(lipof2)、二氟二草酸磷酸锂(lidfop)、四氟草酸磷酸锂(litfop)中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括lipf6和libf4的组合，libf4和licio的组合，licio和liase6的组合，liase6和lisi的组合，lisi和lifsi的组合，lifsi和lites的组合，lites和lidfob的组合，libob和lipof2的组合，lidfop和litfop的组合，lipf6、libf4和licio的组合，licio、liase6和lisi的组合，lisi、lifsi和lites的组合，lites、lidfob和libob的组合，libob、lipof2和lidfop的组合，lipof2、lidfop和litfop的组合，libf4、licio、liase6和lisi的组合，liase6、lisi、lifsi、lites、lidfob和libob的组合，或lidfob、libob、lipof2、lidfop和litfop的组合。
46.优选地，所述溶剂包括碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙基酯(pc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)、碳酸亚丁酯(bc)、氟代碳酸亚乙酯(fec)甲酸甲酯(mf)、乙酸甲酯(ma)、乙酸乙酯(ea)、乙酸丙酯(pa)、丙酸甲酯(mp)、丙酸乙酯(ep)、丙酸丙酯(pp)、丁酸甲酯(mb)、丁酸乙酯(eb)、14-丁内酯(gbl)、环丁砜(sf)、二甲砜(msm)、甲乙砜(ems)、二乙砜(ese)中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括ec和pc的组合，emc和dec的组合，dmc和dpc的组合，mpc和epc的组合，bc和fec的组合，mf和ma的组合，ea和pa的组合，mp和ep的组合，pp和mb的组合，eb和gbl的组合，sf、msm和ems的组合，pc、emc和dec的组合，mf、ma、ea和pa的组合，mp、ep、pp、mb和eb的组合，或eb、gbl、sf、msm、ems和ese的组合。
47.优选地，所述电解液还包括添加剂。
48.优选地，所述正极片包括正极膜层和正极集流体。
49.优选地，所述正极膜层包括正极活性物质。
50.优选地，所述正极活性物质包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括锂钴氧化物和锂镍氧化物的组合，锂镍氧化物和锂锰氧化物的组合，锂锰氧化物和锂镍锰氧化物的组合，锂镍锰氧化物和锂镍钴锰氧化物的组合，锂镍钴锰氧化物和锂镍钴铝氧化物的组合，锂钴氧化物、锂镍氧化物和锂锰氧化物的组合，锂镍氧化物、锂锰氧化物和锂镍锰氧化物的组合，锂锰氧化物、锂镍锰氧化物和锂镍钴锰氧化物的组合，锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物和锂镍钴铝氧化物的组合，锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和锂镍锰氧化物的组合，锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物和锂镍钴锰氧化物的组合，或锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物和锂镍钴铝氧化物的组合。
51.优选地，所述正极片由正极浆料涂布，经过干燥、冷压而成。
52.优选地，所述正极浆料的制备包括：将正极活性物质、导电剂和粘结剂分散于溶剂中搅拌均匀形成的。
53.优选地，所述正极浆料中的粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、含氟丙烯酸酯树脂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯的组合，聚四氟乙烯和偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物的组合，偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物和偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物的组
合，偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物的组合，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯树脂的组合，聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物的组合，偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯树脂的组合，或聚四氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物和偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物的组合。
54.优选地，所述正极浆料中的导电剂包括超导碳、炭黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括超导碳和炭黑的组合，碳点和碳纳米管的组合，石墨烯和碳纳米纤维的组合，超导碳、炭黑和碳点的组合，碳点、碳纳米管和石墨烯的组合，碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维的组合，超导碳、炭黑、碳点和碳纳米管的组合，或碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维的组合。
55.优选地，所述二次电池中还包括隔离膜，所述隔离膜包括玻璃纤维薄膜、无纺布薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚偏二氟乙烯薄膜中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括玻璃纤维薄膜和无纺布薄膜的组合，无纺布薄膜和聚乙烯薄膜的组合，聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜的组合，聚丙烯薄膜和聚偏二氟乙烯薄膜的组合，玻璃纤维薄膜、无纺布薄膜和聚乙烯薄膜的组合，无纺布薄膜、聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜的组合，或聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜和聚偏二氟乙烯薄膜的组合。
56.由以上技术方案，本发明的有益效果如下：
57.本发明中提供了一种计算式，当硅基负极片的铜箔的拉伸强度与硅材料的含量、硅基负极片的剥离力之间满足关系时，硅基负极片中的硅颗粒能够被抑制膨胀，且铜箔不容易发生平行于极片方向的延展，避免了导致极片褶皱或卷边的问题出现，从而保证了含硅电池具有优异的循环性能。
附图说明
58.图1是实施例1所述的硅基负极片首次满充后的状态图。
59.图2是对比例1所述的硅基负极片首次满充后的状态图。
60.图3是对比例6所述的硅基负极片首次满充后的状态图。
具体实施方式
61.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
62.实施例1
63.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为332mpa，所述活性物质层中包括石墨、sio硅氧材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为79.5:14:4.5:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为15wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为27n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
64.所述硅基负极片由如下方法制备得到：
65.(1)混合活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂，得到负极浆料；
66.(2)涂覆所述负极浆料于集流体，干燥冷压，得到所述硅基负极片。
67.所述硅基负极片经过首次满充后的状态图见图1。
68.实施例2
69.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为80:14:4:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为15wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为20n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
70.所述硅基负极片由如下方法制备得到：
71.(1)混合活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂，得到负极浆料；
72.(2)涂覆所述负极浆料于集流体，干燥冷压，得到所述硅基负极片。
73.实施例3
74.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、sic硅碳材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为80.3:14.2:3.5:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为15wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为18n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
75.所述硅基负极片由如下方法制备得到：
76.(1)混合活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂，得到负极浆料；
77.(2)涂覆所述负极浆料于集流体，干燥冷压，得到所述硅基负极片。
78.实施例4
79.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为74.8:18.7:4.5:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为20wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为26n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
80.实施例5
81.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为75.2:18.8:4:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为20wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为23n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
82.实施例6
83.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为70.225:23.4:4.5:0.15:1.025:0.7，所述硅材料的含量为25wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为30n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
84.实施例7
85.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为70.665:23.56:3.9:0.15:1.025:0.7，所述硅材料的含量为25wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为26n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
86.实施例8
87.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为65.185:27.94:5:0.15:1.025:0.7，所述硅材料的含量为30wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.11kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为35n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
88.实施例9
89.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为60.625:28:4.5:0.15:1.025:0.7，所述硅材料的含量为30wt％，所述活性物质层的压实密度为1.6g/cm3，面密度为0.10kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为29n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
90.实施例10
91.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、sic硅碳材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为54.9:36.6:5.9:0.2:0.9:1.5，所述硅材料的含量为40wt％，所述活性物质层的压实密度为1.5g/cm3，面密度为0.10kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为38n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
92.实施例11
93.本实施例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、sic硅碳材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为54.6:36.4:6.5:0.2:0.8:1.5，所述硅材料的含量为40wt％，所述活性物质层的压实密度为1.5g/cm3，面密度为0.10kg/m2，所述硅基负极片的剥离力为45n/m，满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
94.对比例1
95.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为332mpa，所述活性物质层中包括石墨、sio硅氧材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为79.9:14.1:4:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为15wt％，所述硅基负极片的剥离力为20n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
96.所述硅基负极片经过首次满充后的状态图见图2。
97.对比例2
98.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为80.325:14.175:3.5:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为
15wt％，所述硅基负极片的剥离力为18n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
99.对比例3
100.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为513mpa，所述活性物质层中包括石墨、sic硅碳材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为81.175:14.325:2.5:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为15wt％，所述硅基负极片的剥离力为10n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
101.对比例4
102.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为332mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为75.2:18.8:4:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为20wt％，所述硅基负极片的剥离力为23n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
103.对比例5
104.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为76:19:3:0.05:0.95:1，所述硅材料的含量为20wt％，所述硅基负极片的剥离力为20n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
105.对比例6
106.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为70.675:23.55:3.9:0.15:1.025:0.7，所述硅材料的含量为25wt％，所述硅基负极片的剥离力为26n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
107.所述硅基负极片经过首次满充后的状态图见图3。
108.对比例7
109.本对比例提供了一种硅基负极片，所述硅基负极片包括铜箔和活性物质层；所述铜箔的拉伸强度为468mpa，所述活性物质层中包括石墨、si硅材料、聚丙烯酸、单壁碳纳米管、炭黑和丁苯橡胶，质量比为65.5375:28.0875:4.5:0.15:1.025:0.7，所述硅材料的含量为30wt％，所述硅基负极片的剥离力为29n/m，不满足如下关系：t》(40000
×
m 2500)/p。
110.将上述所得硅基负极片和正极片、电解质组装二次电池。
111.(1)制备正极极片：
112.将锂镍钴锰氧化物lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2、碳纳米管、炭黑、粘结剂pvdf按照质量比97:1:1:1在nmp中充分搅拌混合，形成均匀的正极浆料；将正极浆料涂覆于正极集流体铝箔的表面上，经干燥、冷压后，得到正极极片。所述正极膜层的面密度为0.2kg/m2，压实密度为3.5g/cm3。
113.(2)制备电解液：
114.将碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯按照体积比1:1:1混合，然后将浓度为1mol/l的lipf6均匀溶解在上述溶液中得到电解液。
115.(3)制备二次电池：
116.将正极极片、聚乙烯薄膜、硅基负极片按顺序堆叠，经卷绕后得到电极组件；将电极组件加入外包装中，加入电解液，经封装、静置、化成、老化等工序，得到锂离子二次电池。
117.测试循环性能：25℃下，将锂离子二次电池以1c恒流充电至充电截止电压4.2v，之后恒压充电至电流为0.05c，静置10min，再以1c恒流放电至放电截止电压2.8v，记录其初始容量为c0。然后以1c0恒流充电至充电截止电压4.2v，之后恒压充电至电流为0.05c0，静置10min，再以1c0恒流放电至放电截止电压2.8v，记录每次循环的放电容量cn，直至循环容量保持率(cn/c0*100％)为80％，记录循环圈数。
118.观察硅基负极片的首次满充状态：将二次电池以1c0恒流充电至充电截止电压4.2v，之后恒压充电至电流为0.05c0，得到满充电池，然后取其硅基负极片进行形貌观察，判定其平整完好，褶皱，还是卷边。
119.测试结果如表1所示。
120.表1
121.[0122][0123]
从表1中可以得到如下结论：
[0124]
由实施例1-9可知，本发明中提供了一种计算式，当硅基负极片的铜箔的拉伸强度与硅材料的含量、硅基负极片的剥离力之间满足关系时，硅基负极片中的硅颗粒能够被抑制膨胀，且铜箔不容易发生平行于极片方向的延展，避免了导致极片褶皱或卷边的问题出现，从而保证了含硅电池具有优异的循环性能。
[0125]
由实施例10、11与实施例1的比较可知，当硅材料的含量不在本发明提供的10～35wt％范围内，会影响电池的能量密度和循环性能。
[0126]
由对比例1与实施例的比较可知，硅基负极片剥离力较小(20n/m)时，拉伸强度为332n/m的铜箔无法经受硅基负极片的膨胀而发生褶皱，而负硅基极片剥离力较大时(25n/m)，硅基负极片膨胀力较小，铜箔也可以经受负极片膨胀而不发生褶皱。
[0127]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。