具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的示例。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本公开说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

相关技术中提供的电极浆料制备工艺中，预先将粘结剂溶解于粘结剂溶剂中，得到粘结剂溶液。其中，粘结剂和粘结剂溶剂的质量比为1:50。之后将活性物质颗粒和导电剂颗粒加入粘结剂溶液中并混合，得到电极浆料。通常，采用该工艺制备得到的电极浆料的粘度为1000～5000mPa·s。

图1是相关技术中电极浆料制备工艺制备得到的浆料中固体组分的结构示意图。如图1所示，通过粘结剂溶液11将活性物质颗粒21和导电剂颗粒31粘结为整体。并且，粘结剂溶液11大面积地包裹在活性物质颗粒21和导电剂颗粒31的表面。在这样的情况下，相邻活性物质颗粒21和/或导电剂颗粒31之间的间隔空间较小，其厚度基本为附着在相邻颗粒上粘着剂溶液层的厚度之和。

采用这样工艺制备得到的电极浆料在电极基材形成的浆料层具有结构不稳定的缺陷。具体来说，伴随着嵌锂过程，电极浆料层中活性物质颗粒的体积膨胀；伴随着脱锂过程，电极浆料层中活性物质颗粒的体积缩小。由于电极浆料中粘结剂溶剂11大面积附着在活性物质颗粒21表面，在采用该电极浆料制备的电极中，活性物质颗粒21体积膨胀时挤压附着在表面的粘结剂。随着电池内嵌锂、脱锂过程进行，活性物质颗粒21的体积频繁改变，使得大面积附着在活性物质颗粒21表面的粘结剂频繁受力。进而，随着时间积累粘结剂难以粘结活性物质颗粒和导电剂颗粒，导致浆料层出现裂纹甚至从基材上剥落，影响电池容量和循环寿命。

基于上述问题，本公开实施例提供了一种电极浆料制备工艺、电极浆料和电池，以解决相关技术中的技术缺陷。

图2是根据一示例性实施例示出的的电极浆料制备工艺流程图。如图2所示，该制备工艺包括：

步骤201、混合粘结剂、活性物质以及导电剂，得到固体混合物。

导电剂用于优化电极浆料的导电性能，降低采用该电极浆料电池的内阻。在步骤201中，导电剂选自以下至少一项：碳纳米管、炭黑、石墨粉、碳纤维。示例地，导电剂选自以下至少一项：石墨烯、SUPER-P型导电炭黑、科琴黑、乙炔黑、KS-6型导电石墨粉、KS-15型导电石墨粉、S-O型导电石墨粉、VGCG碳纤维。

活性物质为电极浆料中的主要电化学活性成分。在步骤201中，活性物质选自以下至少一项：硅碳复合材料(Si/C)、氧化硅和碳复合材料(SiO_x/C)。其中，活性物质中所含硅用于参与嵌锂和脱锂过程。

粘着剂用于将导电剂和活性物质形成具有粘性的整体，并使得制备得到的电极浆料能够稳定地附着在电极基材上。在步骤201中，粘结剂可选为水溶性粘结剂，例如，羧甲基纤维素钠(CMC)和/或聚丙烯酸(PAA)。

其中，粘结剂、活性物质以及导电剂均为固体试剂。作为一种优选方案，粘结剂、活性物质以及导电剂为粉末状固体，以便于在步骤201中对粘结剂、活性物质以及导电剂的进行充分混合。

并且，在步骤201中，活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(65～85)：(15～25)：(5～15)。作为一种优选方案，活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为70:20:10。

步骤202、向固体混合物中添加设定量的粘结剂溶剂，并混合固体混合物和粘结剂溶剂，形成粘度大于或者等于10000Pa·s的电极浆料。

通过向固体混合物中添加粘结剂溶剂以溶解粘结剂，使得粘结剂具有粘性，进而将活性物质颗粒和导电剂颗粒粘结为整体。可选地，当粘结剂为水溶性粘结剂的情况下，粘结剂溶剂为去离子水。其中，粘结剂溶剂的添加量被配置为：混合得到的电极浆料的粘度大于或者等于10000Pa·s。可选地，电极浆料的粘度为15000Pa·s、20000Pa·s、25000Pa·s、30000Pa·s、35000Pa·s、40000Pa·s等。

电极浆料的粘度与粘结剂溶剂的用量相关。具体来说，电极浆料中粘结剂溶剂的含量越多，电极浆料的粘度越高；电极浆料中粘结剂溶剂的含量越少，电极浆料的粘度越低。与相关技术中制备工艺制备得到的电极浆料相比，本公开实施例提供的工艺制备得到的电极浆料的粘度更高，换言之，本公开实施例提供的工艺中采用的粘结剂溶剂的用量更少。

在这样的情况下，制备得到的电极浆料中固体组分的分布情况不同于图1所示情况。图3是根据一示例性实施例示出的电极浆料制备工艺制备得到电极浆料中固体组分的结构示意图。如图3所示，在本公开实施例制备的电极浆料中，粘结剂与粘结剂溶剂形成粘性组分12。粘性组分12与活性物质颗粒22或导电剂颗粒32的部分表面相连。

由于步骤202中采用了较少的粘结剂溶剂，粘结组分12的粘度远大于相关技术中的粘结剂溶液的粘度。此时，粘结组分12的流动性弱于相关技术中粘结剂溶液的流动性。因此，在混合固体混合物和粘结剂溶剂时，粘结组分12难以大面积裹覆在活性物质颗粒22和导电剂颗粒32的表面。具体结合图3，粘结组分12与活性物质颗粒22和/或导电剂颗粒23的部分表面相连，此时，相邻颗粒未被粘结组分12连接的部分之间具有较大的间隔空间。

并且，由于本公开实施例中粘结组分12的流动性较弱，使得相邻活性物质颗粒22和/或导电剂颗粒23之间的粘结组分12的厚度较大。据此，进一步增加相邻颗粒的间隔空间。

采用该电极浆料所形成的电极在使用过程中，活性物质颗粒22中硅与锂离子结合时，活性物质颗粒22能够朝向间隔空间膨胀。换言之，通过更大的间隔空间为活性物质颗粒22提供了体积膨胀空间。据此，降低体积膨胀的活性物质颗粒向相邻颗粒以及粘结组分12的挤压作用。进而，保障相邻颗粒之间粘结组分12的稳定，优化整体电极浆料层的结构稳定性。综上，采用本公开实施例提供的电极浆料形成电极浆料层，具有结构稳定的优势，避免因频繁的嵌锂、脱锂过程导致浆料层结构破坏。

并且，在本公开实施例中，通过先得到固体混合物，再添加粘结剂溶剂的方式，得以在采用较少粘结剂溶剂的情况下，实现固体混合物和粘结剂溶剂的均匀混合，保障电极浆料的稳定性。

此外，采用相关技术中提供的电极浆料，由于粘结剂大面积分散在活性物质颗粒和/或导电剂颗粒表面，导致粘结剂影响活性物质和导电剂之间的电子传递，影响电池性能。但是，通过本公开实施例提供的电极浆料制备工艺，增大了活性物质颗粒和/或导电剂颗粒未被粘结剂覆盖的表面，利于电子在活性物质和导电剂之间传递，优化电池性能。

在一个实施例中，粘结剂与粘结剂溶剂的质量比为1:(15～20)。作为一种优选方案，粘结剂与粘结剂溶剂的质量比为1:17。以此方式，兼顾最终得到的电极浆料的粘度和均匀性。

由于在本公开实施例中，粘结剂溶剂的用量较少，为了保障电极浆料的均匀性，采用以下方式执行步骤202。

在一个实施例中，步骤202中向固体混合物中添加设定量的粘结剂溶剂，包括：以雾状喷洒的方式将设定量的粘结剂溶剂添加到固体混合物中。以此方式雾化粘结剂溶剂，进而增大粘结剂溶剂与固体混合物的接触面积，得到均匀混合的电极浆料。

在一个实施例中，步骤202中向固体混合物中添加设定量的粘结剂溶剂，包括：以雾状喷洒的方式将设定量的粘结剂溶剂分至少两次添加到固体混合物上。

可选地，每次朝向固体混合物的不同区域喷洒粘结剂溶剂。以此方式，进一步使得粘结剂溶剂与固体混合物均匀混合，避免活性物质颗粒和/或导电剂颗粒出现团聚。

可选地，在每次雾状喷洒之后混合粘结剂溶剂和固体混合物，混合后再次雾状喷洒粘结剂溶剂，至将设定量的粘结剂溶剂全部添加到固体混合物中。以此方式，提高粘结剂溶剂与固体混合物的混合均匀性，优化电极浆料的稳定性。

综上，本公开实施例提供的电极浆料制备工艺通过先混合固体原料后添加粘结剂溶剂的工序，减少粘结剂溶剂的用量并提高制备得到电极浆料的粘度。以此方式，在制备得到的电极浆中增大了活性物质颗粒和导电剂颗粒之间未被粘结剂覆盖的部分，为活性物质颗粒提供更多的体积形变空间和电子传递空间，保障采用该电极浆料制备的电池的容量和循环寿命。

第二方面，本公开实施例提供了一种电极浆料，该电极浆料由上述第一方面提供的电极浆料制备工艺制备得到。该电极浆料中粘结剂溶剂的含量较少，整体电极浆料的粘度更高。采用该电极浆料形成的电极浆料层具有结构稳定、不易破损的优势。

第三方面，本公开实施例提供了一种电池。该电池的负极包括：基材和设置在基材上的浆料层。浆料层的材料选自上述第二方面提供的电极浆料。其中，电池可选为手机电池、平板电脑电池、电动车电池、医疗设备电池等。

本公开实施例提供的电池具有负极结构稳定的特点。在电池使用过程中，随着负极体积变化，负极浆料层也可保持稳定，优化电池的容量和循环寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由上述权利要求指出。