负极材料及其制备方法、锂离子电池与流程

文档序号:33701812发布日期:2023-03-31 19:54阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种负极材料,其特征在于,所述负极材料包括石墨材料,所述石墨材料的至少部分表面设有包覆层,所述包覆层的材质包括硬炭,所述石墨材料的中值粒径为d1,所述负极材料的中值粒径为d2,所述负极材料的中值粒径d2与所述石墨材料的中值粒径d1满足以下关系:d2-d1≤1μm
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(1)。2.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料包括如下技术特征(1)~(7)中的至少一种:(1)所述石墨材料的中值粒径d1为6μm~15μm;(2)所述石墨材料包括天然石墨、人造石墨中的至少一种;(3)所述包覆层的厚度为20nm~100nm;(4)所述包覆层的炭原子层间距为0.36nm~0.38nm;(5)所述包覆层中的氮含量为0%wt~5%wt;(6)所述包覆层在使用波长为532nm的测量光源通过拉曼光谱法获得的拉曼图中示出,在1200cm-1
至1500cm-1
观察到d带和在1500cm-1
至1800cm-1
观察到g带,并且d带的峰面积i
d
与g带的峰面积i
g
之间的比值i
d
/i
g
为1.5~3.0,所述负极材料30点拉曼比值标准偏差小于等于0.3;(7)所述包覆层的硬度为100mpa~150mpa。3.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料包括如下技术特征(1)~(4)中的至少一种:(1)所述负极材料的比表面积为0.5m2/g~2.0m2/g;(2)所述负极材料的振实密度为0.9g/cm3~1.2g/cm3;(3)所述负极材料在5t压力下的压实密度为1.7g/cm2~2.2g/cm2;(4)所述负极材料的中值粒径d2为6μm~16μm。4.一种负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将石墨材料加入聚合物溶液中,雾化得到聚合物溶液包覆石墨材料的前驱体,将所述前驱体加入极性溶剂中,去除溶剂得到包覆有聚合物的石墨材料,其中,所述聚合物不溶于所述极性溶剂;将所述包覆有聚合物的石墨材料进行改性处理得到固化料;及将所述固化料进行炭化处理得到负极材料。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法如下技术特征(1)~(6)中的至少一种:(1)所述石墨材料包括天然石墨、人造石墨中的至少一种;(2)所述石墨材料的中值粒径d1为6μm~15μm;(3)所述聚合物溶液包括聚酰亚胺酸溶液、聚醚砜溶液和聚偏氟乙烯溶液中的至少一种;(4)所述聚合物溶液中的固体含量为6%~8%;(5)所述石墨材料与所述聚合物溶液的质量比为(97:3)~(90:10);(6)所述石墨材料加入聚合物溶液后形成的混合物中固体含量为50%~80%。6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法如下技术特征(1)~(3)中的至少
一种:(1)所述聚合物溶液包覆石墨材料的前驱体的体积v1与石墨材料的体积v2的比值v1/v2=1.01~1.1;(2)所述极性溶剂包括水、乙醇、甲醇和丙二醇中的至少一种;(3)所述前驱体加入极性溶剂中的速率为10ml/min~50ml/min。7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述改性处理包括:将所述包覆有聚合物的石墨材料在真空条件下进行脱水处理;或将所述包覆有聚合物的石墨材料进行氧化处理。8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下技术特征(1)~(6)中的至少一种:(1)所述脱水处理的真空压力为-0.1mpa~0.05mpa;(2)所述脱水处理的温度为150℃~200℃;(3)所述脱水处理的时间为0.5h~2h;(4)所述氧化处理的温度为180℃~300℃;(5)所述氧化处理在氧含量为20%~100%的氛围中进行;(6)所述氧化处理的时间为2h~4h。9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述方法如下技术特征中(1)~(2)的至少一种:(1)所述炭化的温度为1000℃~1150℃;(2)所述炭化的氛围包括氮气、氦气、氖气、氩气及氪气中的至少一种。10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包含根据权利要求1~3任一项所述的负极材料或权利要求4~9任一项所述的制备方法制得的负极材料。

技术总结
本申请涉及负极材料及其制备方法、锂离子电池,所述负极材料包括石墨材料,所述石墨材料的至少部分表面设有包覆层,所述包覆层的材质包括硬炭,所述负极材料的中值粒径为D2,所述石墨材料的中值粒径为D1,所述负极材料的中值粒径D2与所述石墨材料的中值粒径D1满足以下关系:D2-D1≤1μm (1)。本申请的硬炭包覆石墨材料能够明显改善材料低温和快充性能,提高锂离子电池充放电循环的稳定性,有效降低负极材料的膨胀率。材料的膨胀率。材料的膨胀率。


技术研发人员:夏路 刘若琦 杨书展 任建国 贺雪琴
受保护的技术使用者:贝特瑞新材料集团股份有限公司
技术研发日:2021.09.28
技术公布日:2023/3/30
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