并串聯(lián)接。該工作模塊使用供電模塊提供的電能運(yùn)行，例如執(zhí)行相關(guān)信息的接受、交換、 處理、儲(chǔ)存、發(fā)射等任務(wù)。該通信設(shè)備可以使手機(jī)、筆記本電腦等任意一種需要電能的電子 設(shè)備。這樣，由于該通信設(shè)備的供電模塊能對(duì)工作模塊穩(wěn)定且持續(xù)的提供電能，提高了高通 信設(shè)備安全性能，并降低對(duì)供電模塊中電池的更換頻率，降低了該通信設(shè)備運(yùn)行的成本。
[0137] 現(xiàn)提供多個(gè)上述電池負(fù)電極、硅碳基鋰離子電池實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳 細(xì)說明。
[0138] 實(shí)施例1
[0139] -種電池負(fù)電極和硅碳基鋰離子電池。其中，
[0140] 本實(shí)施例1電池負(fù)電極包括銅箱集流體和形成于銅箱集流體的負(fù)極活性層。該 電池負(fù)電極制備方法為：將如下的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I與粘結(jié)劑CMC、導(dǎo)電劑Super-P按照 90 :6 :4的重量比混合，加入適量的去離子水作為分散劑調(diào)成漿料，涂敷在銅箱上，并經(jīng)真 空干燥、輥壓、沖片，制備成極片。
[0141] 該硅碳復(fù)合負(fù)極材料I包含核_殼結(jié)構(gòu)，所述核包括納米硅/石墨烯片、軟碳，且 所述核為軟碳前驅(qū)體和所述納米硅/石墨烯片經(jīng)熱處理后得到的納米硅/石墨烯片、軟碳 復(fù)合顆粒，其中，所述軟碳附著在所述納米硅/石墨烯片表面，且所述納米硅/石墨烯片之 間具有自由空間；所述殼由碳材料b、納米碳組成，所述碳材料b、所述納米碳依次包覆在所 述核表面。
[0142] 本實(shí)施例1中該硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的制備方法，包括以下步驟：
[0143] S11.硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的核，包括以下步驟：
[0144] S111.將10g石墨烯放入通有SiH4、氏和Ar的-0.02MPa環(huán)境中，SiH4的流量為 30ml/min，H2流量為30ml/min，Ar流量為200ml/min，在500°C加熱1小時(shí)，得到納米娃/石 墨稀片；
[0145] S112.將所述納米娃/石墨稀片分散在lkg乙醇中，固含量為5%，用粒徑為0.8mm 的氧化鋯球?qū){米硅/石墨烯片的乙醇溶液進(jìn)行砂磨52小時(shí)，砂磨轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘， 得到納米娃/石墨稀片溶液；
[0146] S113.將30g檸檬酸加入步驟S112制得的納米硅/石墨烯片溶液中，攪拌3小時(shí)， 攪拌速率為500轉(zhuǎn)/分鐘，噴霧干燥，制到核前驅(qū)體復(fù)合物I ;
[0147] S114.將所述核前驅(qū)體復(fù)合物I置于氮?dú)猸h(huán)境中，并以5°C /分鐘的升溫速率，將 復(fù)合物I的環(huán)境溫度升至900°C，恒溫3小時(shí)后自然降至室溫，制得硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的 核。
[0148] S12.制備表面包覆由碳材料b的核，包括以下步驟：
[0149] S121.將50g步驟S11制備的核分散在乙醇中，核的固含量為5%，攪拌速率為 1000轉(zhuǎn)/分，攪拌0. 5小時(shí)，制得溶液II ;將60g瀝青加入四氫呋喃中，瀝青的固含量為 10%，攪拌速率為1500轉(zhuǎn)/分，攪拌3小時(shí)，制得溶液III;將溶液II與溶液III混合，攪拌3 小時(shí)，攪拌速率為1200轉(zhuǎn)/分，噴霧干燥，制到復(fù)合物II ;
[0150] S122.將復(fù)合物II置于氮?dú)猸h(huán)境中隊(duì)環(huán)境中，并以2°C /分鐘的升溫速率，將復(fù)合 物II的環(huán)境溫度升至950°C，恒溫4小時(shí)后自然降至室溫，制得表面包覆碳材料b的核；
[0151] S13.制備核-殼結(jié)構(gòu)的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I :將50g步驟S12制得的表面包覆碳 材料b的核放入通有C2H2、H2和Ar的環(huán)境中，C 2H2的流量為20ml/min，H2流量為10ml/min， Ar流量為200ml/min，在800°C加熱3小時(shí)，制得表面包覆有納米碳、碳材料b的核，即硅碳 復(fù)合負(fù)極材料I;
[0152] 進(jìn)一步的，將50g表面包覆有納米碳、碳材料b的核依次進(jìn)行分級(jí)、過篩處理。
[0153] 將實(shí)施例1制得的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I進(jìn)行SEM分析，其SEM圖如附圖3所示。由 圖3可見，顆粒表面比較密實(shí)，說明碳材料b和納米碳表面包覆較好，使顆粒內(nèi)部的自由空 間與顆粒外部隔開。
[0154] 實(shí)施例2
[0155] -種電池負(fù)電極和硅碳基鋰離子電池。其中，
[0156] 本實(shí)施例2電池負(fù)電極包括銅箱集流體和形成于銅箱集流體的負(fù)極活性層。該電 池負(fù)電極制備方法為：將如下的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I按照上述實(shí)施例1中電池負(fù)電極進(jìn)行 制備。
[0157] 該娃碳復(fù)合負(fù)極材料I包含核-殼結(jié)構(gòu)，所述核包括納米娃/石墨稀片、軟碳和碳 材料a，且所述核為軟碳前驅(qū)體、所述碳材料a和所述納米硅/石墨烯片經(jīng)熱處理后得到的 納米娃/石墨稀片、碳材料a、軟碳復(fù)合顆粒，其中，所述軟碳附著在所述納米娃/石墨稀片 和所述碳材料a表面，且所述納米娃/石墨稀片之間、所述納米娃/石墨稀片和所述碳材料 a之間、所述碳材料a之間具有自由空間；所述殼由碳材料b、納米碳組成，所述碳材料b、所 述納米碳依次包覆在所述核表面。
[0158] 本實(shí)施例2中該硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的制備方法，包括以下步驟：
[0159] S21.硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的核，包括以下步驟：
[0160] S211?將20g石墨烯放入通有SiH4、HjPAr的-0.03MPa環(huán)境中，SiH^流量為 50ml/min，H 2流量為30ml/min，Ar流量為200ml/min，在480°C加熱1. 5小時(shí)，得到納米娃/ 石墨稀片；
[0161] S212.將納米硅/石墨烯片分散在2kg乙醇中，固含量為10%，用粒徑為0.4mm的 氧化鋯球?qū){米硅/石墨烯的乙醇溶液進(jìn)行砂磨1小時(shí)，砂磨轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘，得到 納米硅/石墨烯片溶液；
[0162] S213.將30g聚乙烯吡咯烷酮和50g粒度為500nm-10um的天然石墨依次加入步驟 S212制得的納米硅/石墨烯片溶液中，攪拌2小時(shí)，攪拌速率為800轉(zhuǎn)/分鐘，噴霧干燥，制 到核前驅(qū)體復(fù)合物I;
[0163] S214.將核前驅(qū)體復(fù)合物I置于氮?dú)猸h(huán)境中，并以10°C /分鐘的升溫速率，將復(fù)合 物I的環(huán)境溫度升至800°C，恒溫1小時(shí)后自然降至室溫，制得硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的核。
[0164] S22.制備表面包覆由碳材料b的核，包括以下步驟：
[0165]S221.將120g步驟S21制備的核分散在乙醇中，核的固含量為10%，攪拌速率為 1000轉(zhuǎn)/分，攪拌0. 5小時(shí)，制得溶液II ;將lOOg酚醛樹脂加入乙醇中，酚醛樹脂的固含量 為30 %，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，攪拌25小時(shí)，制得溶液III ;將溶液II與溶液III混合，攪 拌2小時(shí)，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，噴霧干燥，制到復(fù)合物II ;
[0166] S222.將復(fù)合物II置于氮?dú)猸h(huán)境中隊(duì)環(huán)境中，并以5°C /分鐘的升溫速率，將復(fù)合 物II的環(huán)境溫度升至900°C，恒溫3小時(shí)后自然降至室溫，制得表面包覆碳材料b的核；
[0167] S23.制備核-殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料：將150g步驟S22制得的 表面包覆碳材料b的核放入通有C 2H4、H2和Ar的環(huán)境中，C2H4的流量為30ml/min，H 2流量 為20ml/min，Ar流量為200ml/min，在750°C加熱2小時(shí)，制得表面包覆有納米碳、碳材料b 的核，即硅碳復(fù)合負(fù)極材料I ;
[0168] 進(jìn)一步的，將150g步驟S23制得的表面包覆有納米碳、碳材料b的核依次進(jìn)行分 級(jí)、過篩處理。
[0169] 將實(shí)施例2制得的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I進(jìn)行SEM分析，其顆粒結(jié)構(gòu)形態(tài)與圖3非 常近似。
[0170] 實(shí)施例3
[0171] -種電池負(fù)電極和硅碳基鋰離子電池。其中，
[0172] 本實(shí)施例3電池負(fù)電極包括銅箱集流體和形成于銅箱集流體的負(fù)極活性層。該電 池負(fù)電極制備方法為：將如下的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I按照上述實(shí)施例1中電池負(fù)電極進(jìn)行 制備。
[0173] 該硅碳復(fù)合負(fù)極材料I包含核_殼結(jié)構(gòu)，所述核包括納米硅/石墨烯片、軟碳，且 所述核為軟碳前驅(qū)體和所述納米硅/石墨烯片經(jīng)熱處理后得到的納米硅/石墨烯片、軟碳 復(fù)合顆粒，其中，所述軟碳附著在所述納米硅/石墨烯片表面，且所述納米硅/石墨烯片之 間具有自由空間；所述殼由碳材料b、納米碳組成，所述碳材料b、所述納米碳依次包覆在所 述核表面。
[0174] 本實(shí)施例3中該硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的制備方法，包括以下步驟：
[0175] S31.硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的核，包括以下步驟：
[0176] S311?將100g石墨烯放入通有SiH4、氏和Ar的-0? 05MPa環(huán)境中，SiH^流量為 30ml/min，H2流量為50ml/min，Ar流量為200ml/min，在550°C加熱2小時(shí)，得到納米娃/石 墨稀片；
[0177] S312.將納米硅/石墨烯片分散在5kg5乙醇中，固含量為10%，用粒徑為0.3mm 的氧化鋯球?qū){米硅/石墨烯的乙醇溶液進(jìn)行砂磨2小時(shí)，砂磨轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘，得 到納米娃/石墨稀片溶液；
[0178] S313.將30g聚乙烯吡咯烷酮加入步驟S312制得的納米硅/石墨烯片溶液中，攪 拌3小時(shí)，攪拌速率為500轉(zhuǎn)/分鐘，噴霧干燥，制到復(fù)合物I;
[0179] S314.將復(fù)合物I置于氮?dú)猸h(huán)境中，并以10°C /分鐘的升溫速率，將復(fù)合物I的環(huán) 境溫度升至700°C，恒溫3小時(shí)后自然降至室溫，制得硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的核；
[0180] S32.制備表面包覆由碳材料b的核，包括以下步驟：
[0181] S321.將500g步驟S31制備的核分散在乙醇中，核的固含量為5%，攪拌速率為 1000轉(zhuǎn)/分，攪拌0. 5小時(shí)，制得溶液II將400g瀝青加入四氫呋喃中，瀝青的固含量為 20%，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，攪拌3小時(shí)，制得溶液III ;將溶液II與溶液III混合，攪拌3 小時(shí)，攪拌速率為1200轉(zhuǎn)/分，噴霧干燥，制到復(fù)合物II ;
[0182] S322.將復(fù)合物II置于氮?dú)猸h(huán)境中隊(duì)環(huán)境中，并以5°C /分鐘的升溫速率，將復(fù)合 物II的環(huán)境溫度升至950°C，恒溫4小時(shí)后自然降至室溫，制得表面包覆碳材料b的核；
[0183] S33.制備核-殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料：將600g步驟S32制得的 表面包覆碳材料b的核放入通有C 2H2、H2和Ar的環(huán)境中，C2H2的流量為50ml/min，H 2流量 為30ml/min，Ar流量為300ml/min，在700°C加熱1小時(shí)，制得表面包覆有納米碳、碳材料b 的核；
[0184] 進(jìn)一步的，將600g步驟S33制得的表面包覆有納米碳、碳材料b的核依次進(jìn)行分 級(jí)、過篩，制得鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。
[0185] 將實(shí)施例3制得的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I進(jìn)行SEM分析，其顆粒結(jié)構(gòu)形態(tài)與圖3非 常近似。
[0186] 實(shí)施例4
[0187] -種電池負(fù)電極和硅碳基鋰離子電池。其中，
[0188] 本實(shí)施例3電池負(fù)電極包括銅箱集流體和形成于銅箱集流體的負(fù)極活性層。該電 池負(fù)電極制備方法為：將如下的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I按照上述實(shí)施例1中電池負(fù)電極進(jìn)行 制備。
[0189] 該娃碳復(fù)合負(fù)極材料I包含核-殼結(jié)構(gòu)，所述核包括納米娃/石墨稀片、軟碳和碳 材料a，且所述核為軟碳前驅(qū)體、所述碳材料a和所述納米硅/石墨烯片經(jīng)熱處理后得到的 納米娃/石墨稀片、碳材料a、軟碳復(fù)合顆粒，其中，所述軟碳附著在所述納米娃/石墨稀片 和所述碳材料a表面，且所述納米娃/石墨稀片之間、所述納米娃/石墨稀片和所述碳材料 a之間、所述碳材料a之間具有自由空間；所述殼由碳材料b、納米碳組成，所述碳材料b、所 述納米碳依次包覆在所述核表面。
[0190] 本實(shí)施例4中該硅碳復(fù)合負(fù)極材料I的制備方法，包括以下步驟：
[0191] S41.鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的核，包括以下步驟：
[0192] S411.將50g石墨烯放入通有SiH4、H2和Ar的-0.03MPa環(huán)境中，SiH4的流量為 40ml/min，H2流量為30ml/min，Ar流量為200ml/min，在600°C加熱2小時(shí)，得到納米娃/ 石墨稀片；
[0193] S412.將納米硅/石墨烯片分散在2kg乙醇中，固含量為10%，用粒徑為0.4mm的 氧化鋯球?qū){米硅/石墨烯的乙醇溶液進(jìn)行砂磨1小時(shí)，砂磨轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘，得到 納米硅/石墨烯片溶液；
[0194] S413?將200g檸檬酸和100g粒度為500nm-10um的天然石墨依次加入步驟S412 制得的納米硅/石墨烯片溶液中，攪拌2小時(shí)，攪拌速率為500轉(zhuǎn)/分鐘，噴霧干燥，制到復(fù) 合物I ;
[0195] S414.將復(fù)合物I置于氮?dú)猸h(huán)境中，并以5°C /分鐘的升溫速率，將復(fù)合物I的環(huán) 境溫度升至700°C，恒溫2小時(shí)后自然降至室溫，制得鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的核。
[0196] S42.制備表面包覆由碳材料b的核，包括以下步驟：
[0197]S421.將200g步驟S41制備的核分散在異丙醇中，核的固含量為10%，攪拌速率 為1000轉(zhuǎn)/分，攪拌0. 5小時(shí)，制得溶液II ;將150g酚醛樹脂加入乙醇中，酚醛樹脂的固含 量為30%，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，攪拌2小時(shí)，制得溶液III ;將溶液II與溶液III混合，攪 拌2小時(shí)，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，噴霧干燥，制到復(fù)合物II ;
[0198] S422.將復(fù)合物II置于氮?dú)猸h(huán)境中N2環(huán)境中，并以8°C/分鐘的升溫速率，將復(fù)合 物II的環(huán)境溫度升至950°C，恒溫3小時(shí)后自然降至室溫，制得表面包覆碳材料b的核；
[0199] S43.制備核-殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料：將250g步驟S42制得的 表面包覆碳材料b的核放入通有C2H4、H2和Ar的環(huán)境中，C2H4的流量為60ml/min，H2流 量為60ml/min，Ar流量為300ml/min，在750°C加熱4小時(shí)，制得表面包覆有納米碳、碳材料 b的核。
[0200] 進(jìn)一步的，將250g步驟S43制得的表面包覆有納米碳、碳材料b的核依次進(jìn)行分 級(jí)、過篩處理。
[0201] 將實(shí)施例3制得的硅碳復(fù)合負(fù)極材料I進(jìn)行SEM分析，其顆粒結(jié)構(gòu)形態(tài)與圖3非 常近似。
[0202] 上述實(shí)施例1-4提供的電池負(fù)電極分別按照下述方法組裝成鋰離子電池：
[0203] 分別以上述實(shí)施例1-4提供的電池負(fù)電極為負(fù)極，采用金屬鋰片為對(duì)電極，電解 液采用lmol/L LiPF6的三組分混合溶劑EC:DMC:EMC = 1:1:1 (體積比），隔膜采用聚丙烯 微孔膜，組裝成CR2016扣式電池。
[0204] 電化學(xué)性能測(cè)試：將組裝的CR2016扣式電池分別進(jìn)行首周可逆容量、首周庫倫效 率、循環(huán)50周后容量、循環(huán)50周后容量保持率、第50周極片膨脹率性能測(cè)試，結(jié)果如表1 所示。
[0205] 表1實(shí)施例1-4電池的電化學(xué)性能
[0206]
[0207] 由上表1可知，本發(fā)明實(shí)施例1-4制備的鋰離子電池首周可逆容量為1285. 6mAh/ g，首周庫倫效率為90.2%，循環(huán)50周后容量保持率為98.5%，具有優(yōu)異的循環(huán)性能，且循 環(huán)50周后極片的膨脹率僅為23. 3%，說明鋰離子電池負(fù)極負(fù)極在較高的容量下，具有優(yōu)異 的循環(huán)性能，且循環(huán)后極片膨脹率較低。
[0208] 實(shí)施例5
[0209] -種電池負(fù)電極和硅碳基鋰離子電池。其中，
[0210] 本實(shí)施例5電池負(fù)電極包括銅箱集流體和形成于銅箱集流體的負(fù)極活性層。該電 池負(fù)電極制備方法為：參照實(shí)施例1。其中，本實(shí)施例5電池負(fù)電極中的負(fù)極材料為下述有 核殼結(jié)構(gòu)的硅碳復(fù)合負(fù)極材料II，其制備方法如下：
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