一种锂电池负极材料及其制备方法、锂电池负极和锂电池与流程

文档序号:17719484发布日期:2019-05-22 02:03阅读:130来源:国知局
本发明涉及锂电池
技术领域
,具体是一种锂电池负极材料及其制备方法、锂电池负极和锂电池。
背景技术
:负极指电源中电位(电势)较低的一端。在原电池中,是指起氧化作用的电极,电池反应中写在左边。从物理角度来看,是电路中电子流出的一极。而负极材料,则是指电池中构成负极的原料,目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料。随着可移动电子设备的需求量越来越大,锂电池的需求量也在不断增大,可见,提供一种性能好的锂电池负极材料来制备锂电池是尤为重要的。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种锂电池负极材料及其制备方法、锂电池负极和锂电池,以解决上述
背景技术
中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种锂电池负极材料,包括以下按照重量份的原料:铜10-20份、硅10-25份、铝5-10份、钛1-2份、铁2-5份、镍1-3份、钴2-4份、锰3-5份、碳5-8份、乙炔黑4-6份、粘结剂4-6份。作为本发明进一步的方案:包括以下按照重量份的原料:铜12-18份、硅10-20份、铝7-10份、钛1-2份、铁3-5份、镍1-2份、钴2-3份、锰3-4份、碳5-7份、乙炔黑5-6份、粘结剂4-5份。作为本发明再进一步的方案:包括以下按照重量份的原料:铜15份、硅18份、铝8份、钛1份、铁4份、镍2份、钴2份、锰3份、碳6份、乙炔黑5份、粘结剂5份。作为本发明再进一步的方案:所述粘结剂为丁苯橡胶、羧甲基纤维素中的一种或两种。所述锂电池负极材料的制备方法,步骤如下:1)按照重量份依次取铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳、乙炔黑和粘结剂,备用;2)将步骤1)中取好的铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳和乙炔黑加入到真空搅拌机中,混合均匀,得到物料a;3)向物料a中加入其1.2倍重量的水,再加入粘结剂,继续在真空搅拌机中混合,即得所述锂电池负极材料。作为本发明再进一步的方案:步骤2)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为20-30r/min,搅拌时间为80-100min,搅拌温度为30℃。作为本发明再进一步的方案:步骤3)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为1700-1800r/min,搅拌时间为60-70min,搅拌温度为30℃。一种基于所述锂电池负极材料的锂电池负极。一种锂电池,包括所述的锂电池负极。所述的锂电池负极材料在制备锂电池产品中的用途。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备的锂电池负极材料振实密度高,比表面积小,材料性能好,能够满足市场需求,具有广阔的市场前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种锂电池负极材料,包括以下按照重量份的原料:铜10份、硅10份、铝5份、钛1份、铁2份、镍1份、钴2份、锰3份、碳5份、乙炔黑4份、粘结剂4份。其中,所述粘结剂为丁苯橡胶。本实施例中,所述锂电池负极材料的制备方法,步骤如下:1)按照重量份依次取铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳、乙炔黑和粘结剂,备用;2)将步骤1)中取好的铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳和乙炔黑加入到真空搅拌机中,混合均匀,得到物料a;3)向物料a中加入其1.2倍重量的水,再加入粘结剂,继续在真空搅拌机中混合,即得所述锂电池负极材料。其中,步骤2)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为20r/min,搅拌时间为80min,搅拌温度为30℃;步骤3)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为1700r/min,搅拌时间为60min,搅拌温度为30℃。一种基于所述锂电池负极材料的锂电池负极。一种锂电池,包括所述的锂电池负极。所述的锂电池负极材料在制备锂电池产品中的用途。实施例2一种锂电池负极材料,包括以下按照重量份的原料:铜12份、硅10份、铝7份、钛1份、铁3份、镍1份、钴2份、锰3份、碳5份、乙炔黑5份、粘结剂4份。其中,所述粘结剂为羧甲基纤维素。本实施例中,所述锂电池负极材料的制备方法,步骤如下:1)按照重量份依次取铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳、乙炔黑和粘结剂,备用;2)将步骤1)中取好的铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳和乙炔黑加入到真空搅拌机中,混合均匀,得到物料a;3)向物料a中加入其1.2倍重量的水,再加入粘结剂,继续在真空搅拌机中混合,即得所述锂电池负极材料。其中,步骤2)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为22r/min,搅拌时间为85min,搅拌温度为30℃;步骤3)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为1720r/min,搅拌时间为62min,搅拌温度为30℃。一种基于所述锂电池负极材料的锂电池负极。一种锂电池,包括所述的锂电池负极。所述的锂电池负极材料在制备锂电池产品中的用途。实施例3一种锂电池负极材料,包括以下按照重量份的原料:铜15份、硅18份、铝8份、钛1份、铁4份、镍2份、钴2份、锰3份、碳6份、乙炔黑5份、粘结剂5份。其中,所述粘结剂为丁苯橡胶和羧甲基纤维素的混合物,且丁苯橡胶和羧甲基纤维素的比例为1:1。本实施例中,所述锂电池负极材料的制备方法,步骤如下:1)按照重量份依次取铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳、乙炔黑和粘结剂,备用;2)将步骤1)中取好的铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳和乙炔黑加入到真空搅拌机中,混合均匀,得到物料a;3)向物料a中加入其1.2倍重量的水,再加入粘结剂,继续在真空搅拌机中混合,即得所述锂电池负极材料。其中,步骤2)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为25r/min,搅拌时间为90min,搅拌温度为30℃;步骤3)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为1750r/min,搅拌时间为65min,搅拌温度为30℃。一种基于所述锂电池负极材料的锂电池负极。一种锂电池,包括所述的锂电池负极。所述的锂电池负极材料在制备锂电池产品中的用途。实施例4一种锂电池负极材料,包括以下按照重量份的原料:铜18份、硅20份、铝10份、钛2份、铁5份、镍2份、钴3份、锰4份、碳7份、乙炔黑6份、粘结剂5份。其中,所述粘结剂为丁苯橡胶。本实施例中,所述锂电池负极材料的制备方法,步骤如下:1)按照重量份依次取铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳、乙炔黑和粘结剂,备用;2)将步骤1)中取好的铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳和乙炔黑加入到真空搅拌机中,混合均匀,得到物料a;3)向物料a中加入其1.2倍重量的水,再加入粘结剂,继续在真空搅拌机中混合,即得所述锂电池负极材料。其中,步骤2)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为27r/min,搅拌时间为95min,搅拌温度为30℃;步骤3)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为1770r/min,搅拌时间为68min,搅拌温度为30℃。一种基于所述锂电池负极材料的锂电池负极。一种锂电池,包括所述的锂电池负极。所述的锂电池负极材料在制备锂电池产品中的用途。实施例5一种锂电池负极材料,包括以下按照重量份的原料:铜20份、硅25份、铝10份、钛2份、铁5份、镍3份、钴4份、锰5份、碳8份、乙炔黑6份、粘结剂6份。其中,所述粘结剂为羧甲基纤维素。本实施例中,所述锂电池负极材料的制备方法,步骤如下:1)按照重量份依次取铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳、乙炔黑和粘结剂,备用;2)将步骤1)中取好的铜、硅、铝、钛、铁、镍、钴、锰、碳和乙炔黑加入到真空搅拌机中,混合均匀,得到物料a;3)向物料a中加入其1.2倍重量的水,再加入粘结剂,继续在真空搅拌机中混合,即得所述锂电池负极材料。其中,步骤2)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为30r/min,搅拌时间为100min,搅拌温度为30℃;步骤3)中,所述真空搅拌机的搅拌速率为1800r/min,搅拌时间为70min,搅拌温度为30℃。一种基于所述锂电池负极材料的锂电池负极。一种锂电池,包括所述的锂电池负极。所述的锂电池负极材料在制备锂电池产品中的用途。对比例1目前市场上的一般锂电池负极材料。对实施例1-5所制备的锂电池负极材料及对比例1所述的锂电池负极材料通过振实密度测试仪以及比表面积分析仪测试得到振实密度和比表面积,测试结果如表1所示。表1测试结果表组别振实密度(g/cm3)比表面积(cm2/g)实施例11.302.79实施例21.312.81实施例31.362.65实施例41.322.75实施例51.312.76对比例11.123从以上结果中可以看出,本发明制备的锂电池负极材料相对于对比例1所述的锂电池负极材料振实密度高,比表面积小,提升了锂电池负极材料的性能,能够满足市场需求,具有广阔的市场前景。上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。当前第1页12
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