本发明涉及一种用于锂离子电池配套的电极，具体地讲，本发明涉及一种硅碳电极，特别是一种锂离子电池外置涂层的硅碳电极。本发明还涉及制备涂层浆料配方，该技术方案属于化学电源技术领域。
背景技术：
硅是制作锂离子电池负极的主体材料，为了进一步提高负极质量，本行业普遍重视硅材料应用技术的基础性研究。从材料学中可知硅的理论容量高达4200mAh/g，而且嵌脱锂电位低。除此之外，硅材料还具有一个重要特性，它就是相对于其它金属和合金负极材料具有较低的首次不可逆容量。因此，硅材料是一种十分理想的嵌锂负极材料。但是，硅材料有一个不好的特性就是膨胀收缩比大，特别是纯硅材料膨胀收缩比高达300%。现有技术的硅碳电极由负极集流体和外涂的硅碳层组成，硅碳电极在嵌锂或脱锂过程中，因硅材料自身膨胀收缩比大，导致硅碳电极内部产生较大的内应力，在硅碳电极表面不能建立稳定的固体电解质界面膜。此问题易导致硅碳电极的负极集流体与硅碳层之间逐渐分离，从而失去原有的导电连接。另外，因硅碳电极表面固体电解质面膜破裂，自身表面也逐渐被氧化成粉末，硅碳层表面一旦粉末化便引起固化电解质界面膜增厚，由此造成硅碳层与锂离子结合的难度，从而导致加快电池容量衰减速度和循环性能迅速下降。硅作为半导体材料，自身导电能力也很有限，在硅碳电极发生粉末化过程中，硅材料自身的电阻值增加也影响到硅碳电极的电子电导能力，此问题也是造成循环性能下降的原因之一。针对硅材料应用存在的问题，本行业主要通过电池结构改进来弥补其不足。尽管现有技术在改善硅碳电极体积膨胀及循环性能等方面取得了一些有价值的成果，但没有从根本上改变硅碳电极固有的弊端，因此仍有必要继续加强硅碳电极的研究。
技术实现要素：
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种锂离子电池外置涂层的硅碳电极，在硅碳层上增设一层导电涂层，结构简单、制备容易，能够加大硅碳层的能量密度，减缓配套电池容量衰减速度，提高循环性能。本发明还包括配套的涂层浆料配方。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
锂离子电池外置涂层的硅碳电极，它由集流体、硅碳层和涂层共同组成，居中的集流体是一种片状骨架构件，在集流体正反面都设有负极硅碳层，两者经辊压定形。其改进之处在于：所述涂层涂布在负极硅碳层表面上，涂层烘干后厚度为2～15µm。
作为进一步的改进方案，所述涂层为一种导电涂层。它按下列组分配制成浆料，各组分按重量百分比计量，PVDF：2～10%；碳材料：2～15%和NMP：75～94%。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、在负极硅碳层表面上涂覆导电涂层，工艺简单、实施容易；
2、导电涂层覆盖在负极硅碳层上，电池循环过程中一旦硅碳层发生开裂或粉化，导电涂层在一定程度上有替代导电功能，因此可延长负极硅碳电极的使用寿命；
3、导电涂层的浆料组分合理，组分导电能力强。
附图说明
图1是本发明锂离子电池外置涂层的硅碳电极剖面示意图。
具体实施方式
为了进一步验证本发明在负极硅碳层2上外置导电涂层3的技术效果，在导电涂层3配方许可的范围内拟定5项实施例，实施例和现有技术统一按20Ah规格制备硅碳电极，然后分别用于样品电池组装，并且在同一测试台架上按CEEIA228～2015行业标准作循环寿命性能检测。不同工艺参数实施例表见下表一，本发明和现有技术配装的电池循环寿命对比表见下表二。
表一 不同工艺参数实施例表
表二 循环寿命对比表
本发明将导电涂层3直接涂覆在负极硅碳层2上，电池在循环过程中一旦硅碳层2发生开裂或粉化，导电涂层3在一定程度上有替代导电功能。因此，应用本发明可延长负极硅碳电极的使用寿命。从表二可知，实施例1、3和4的循环寿命比现有技术增长一倍左右，实施例5也比现有技术的循环寿命增长50%左右。