(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111516365.6 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 湖南立方新能源科技有限责任公司 地址 412000 湖南省株洲市天元区创业大 道128号天易科技城自主创业园J地 块 (72)发明人 周颖　王志斌　徐雄文　帅波　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 代理人 潘俊达　郭宝煊 (51)Int.Cl. H01M 10/42(2006.01) H01M 4/13(2010.01) H01M 4/139(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种掺硅补锂负极片及其制备方法以及锂 离子电池 (57)摘要 本发明属于锂离子技术领域， 尤其涉及一种 掺硅补锂负极片及其制备方法以及锂离子电池， 从上至下依次包括第一掺硅涂层、 第一负极集流 体、 补锂层、 第二负极集流体和第二掺硅涂层。 本 发明的掺硅补锂负极片两外侧设置有第一掺硅 涂层和第二掺硅涂层， 内侧设置有补锂层， 具有 高的克容 量、 首次效率、 循环稳定性以及安全性。 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 CN 114156554 A 2022.03.08 CN 114156554 A 1.一种掺硅补锂负极片， 其特征在于， 从上至下依次包括第 一掺硅涂层、 第 一负极集流 体、 补锂层、 第二负极集流体和第二掺硅涂层， 第一掺硅涂层与第二掺硅涂层连接， 第一负 极集流体与第二负极集 流体连接 。 2.根据权利要求1所述的掺硅补锂负极片， 其特征在于， 所述第 一掺硅涂层与第 二掺硅 涂层一体成型 连接， 第一负极集 流体与第二负极集 流体一体成型 连接。 3.根据权利要求1或2所述的掺硅补锂负极片， 其特征在于， 所述补锂层的厚度为1～ 100 μm， 所述第一 掺硅涂层和/或第二 掺硅涂层的厚度为10～5 0 μm。 4.根据权利要求1 ‑3中任一项所述的一种掺硅补锂负极片的制备方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 步骤S1、 配制负极硅基浆料， 取一负极集流体， 将负极硅基浆料涂覆于负极集流体的一 表面形成负极硅基涂层得到基片； 步骤S2、 取一补锂片， 将补锂片设置于基片远离负极硅基浆料的另一表面得到复合基 片； 步骤S3、 以补锂片为内侧面， 将复合基片翻折， 使补锂片对折形成补锂层， 负极集流体 对折形成第一负极集流体和第二负极集流体， 负极硅基涂层对折形成第一掺硅涂层和 第二 掺硅涂层。 5.根据权利要求4所述的一种掺硅补锂负极片的制备方法， 其特征在于， 所述负极硅基 浆料包括石墨、 硅基材料、 导电碳和粘结剂， 所述石墨、 硅基材料、 导电碳、 粘结剂按重量份 数比为50～80:20～40:1～5:1～5 。 6.根据权利要求5所述的一种掺硅补锂负极片的制备方法， 其特征在于， 所述硅基材料 包括单质硅、 硅氧 材料、 硅碳材 料、 合金硅材 料中的一种或几种混合物。 7.根据权利要求5所述的一种掺硅补锂负极片的制备方法， 其特征在于， 所述石墨包括 人造石墨、 天然 石墨、 硬碳、 软碳中的一种或几种混合物。 8.根据权利要求4所述的一种掺硅补锂负极片的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S1还 包括将基片烘烤至水含量在15 0ppm以下。 9.根据权利要求4所述的一种掺硅补锂负极片的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S1、 和步骤S2制备环境的露点在 ‑35℃以下。 10.一种锂离 子电池， 其特 征在于， 包括权利要求1 ‑3中任一项所述的掺硅补锂负极片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114156554 A 2一种掺硅补锂负极片及其制备方 法以及锂离 子电池 技术领域 [0001]本发明属于锂离子技术领域， 尤其涉及一种掺硅补锂负极片及 其制备方法以及锂 离子电池。 背景技术 [0002]锂离子电池因其具有高能量密度， 高输出电压， 无记忆效应， 环境友好等优点， 被 广泛应用于电子移动设备， 动力交通运输网， 智能电网等领域。 然而， 在其反复充放电过程 中， 容易导致活性物质锂离子的损失。 当锂离子电池的负极为石墨 时， 其首次库伦效率一般 在92％‑94％， 理论克容量为372mAh/g， 导致整个电池能量密度很难提高。 若要提高电池的 能量密度， 目前的主流是对石墨进行掺硅， 虽然硅有较高的理论克容量， 但是掺硅后电芯首 效较低， 且循环稳定性较差， 此时要想实现大规模的应用， 对其进行补锂是必要的。 [0003]现有的补锂技术层出不穷 ， 研究人员提出了多种补锂策略。 中国专利   CN202010584954.7提出了一种补锂负极片、 锂离子电池及其制备方法， 通过将正负极组装 成电池进 行充放电到达一定的截止电压之后， 再将电池拆解， 除去正极片， 得到补 锂的负极 片。 此方法操作繁琐复杂， 补锂后的负极片可能残留很多副反应产物， 而丢弃正极片， 导致 成本增加等。 中国专利  CN202010238490.4公开了一种含硅负极材料的补锂 方法及负极片、 电池， 此方法对设备工艺要求较高。 发明内容 [0004]本发明的目的之一在于： 针对现有技术的不足， 而提供一种掺硅补锂负极， 具有较 高的克容 量、 首次效率、 循环保持率以及结构稳定性。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用以下技 术方案： [0006]一种掺硅补锂负极片， 从上至下依次包括第一掺硅涂层、 第一负极集流体、 补锂 层、 第二负极集流体和第二掺硅涂层， 第一掺硅涂层与第二掺硅涂层连接， 第一负极集流体 与第二负极集 流体连接 。 [0007]优选地， 第一掺硅涂层与第二掺硅涂层一体成型连接， 第一负极集流体与第二负 极集流体一体成型连接。 第一负极集流体与第二负极集流体一体成型连接， 成形后金属形 态相对固定， 使复合负极片结构更稳定， 补锂后不会破坏极片结构， 安全性更好， 且制备过 程中更加简单， 更容易实现自动化。 相对于分别使用两层独立的负极集流体层和两层独立 的掺硅涂层直接贴合制成的负极片， 本发明的第一负极集流体与第二负极集流体一体成型 连接， 成形后金属形态相对固定， 使复合负极片结构更稳定， 即使中间的补锂层注液化成 后， 补锂层溶解扩散， 上 下两层极片的结构不 容易移动错 位引发安全性问题。 [0008]优选地， 所述补 锂层的厚度为 1～100 μm。 补 锂层的厚度为 1 μm、 5 μm、 10 μm、  15 μm、 20 μm、 25 μm、 30 μm、 40 μm、 50 μm、 60 μm、 70 μm、 80 μm、 9 0 μm、 100 μm； 所述第一掺硅涂层和/或第二掺 硅涂层的厚度为10～50 μm。 第 一掺硅涂层的厚度为10 μm、 20 μm、 30 μm、 40 μm、 50 μm； 第二掺硅 涂层的厚度为10 μm、  20 μm、 30 μm、 40 μm、 5 0 μm。说　明　书 1/7 页 3 CN 114156554 A 3