S6〇
[0091] 对比例1
[0092] 本对比例用于对比说明本发明公开的负极活性材料及其制备方法。
[0093] 采用实施例5的方法制备负极活性材料，区别在于采用高速搅拌替换超声分散。 [0094]得到负极活性材料Dl。
[0095]采用日立S-4800扫描电子显微镜观察负极活性材料Dl的形貌，见图2。对比例2
[0096] 本对比例用于对比说明本发明公开的负极活性材料及其制备方法。
[0097] 采用实施例6的方法制备负极活性材料，区别在于采用天然石墨替换针状焦。
[0098]得到负极活性材料D2。
[0099]性能测试
[0100]对上述制备得到的负极活性材料S1-S6以及D1-D2进行电化学性能测试：
[0101 ]将负极活性材料、导电剂和粘结剂按质量百分比91:3:6溶解在溶剂中混合，控制 固含量在50%，涂覆于铜箱集流体上，真空烘干、制得负极极片;然后将传统成熟工艺制备 的三元正极极片、lmol/L的LiPF 6/EC+DMC+EMC( v/v = 1: 1:1)电解液、Celgard2400隔膜、外 壳采用常规生产工艺装配18650圆柱单体电池。
[0102] 圆柱电池的充放电测试在武汉金诺电子有限公司LAND电池测试系统上，不同倍率 条件下(0.5-40.0C)恒流充放电，充放电电压限制在2.75-4.2V。
[0103] 得到的测试结果填入表1。
[0104] 表1
[0107] 对比实施例1和实施例2的测试结果可知，实施例1中，硅含量较高，负极活性材料 的首次可逆容量也较高，说明硅提高负极活性材料的比容量。而实施例2中的，硅含量较低， 负极活性材料的首次可逆容量也较低，但负极活性材料的循环性能较优，保持了较多的软 碳材料的循环性能。
[0108] 对比实施例3和实施例4的测试结果可知，采用喷雾包覆可提高负极活性材料的首 次库伦效率。
[0109] 对比实施例5和对比例1的测试结果可知，本发明提供的制备方法中，需采用超声 分散方可实现负极活性材料循环性能和倍率性能的显著提升。
[0110] 对比实施例6和对比例2的测试结果可知，掺杂天然石墨虽然可以部分提高材料的 首次库伦效率，但是，负极活性材料的整体倍率性能、低温性能和循环性能剧烈下降。
[0111] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种负极活性材料，其特征在于，包括内核材料及包覆所述内核材料的包覆层； 所述内核材料包括软碳基体及分散于所述软碳基体内的硅颗粒和软碳颗粒； 所述包覆层为软碳材料。2. 根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述内核材料中，所述硅颗粒的 含量为l-2〇wt%，所述软碳颗粒的含量为l-70wt%，所述软碳基体的含量为20-80wt% ; 相对于所述内核材料的重量，所述包覆层含量为2_20wt %。3. 根据权利要求1或2所述的负极活性材料，其特征在于，所述硅颗粒的平均粒径为10-2000nm;所述软碳颗粒选自中间相碳微球、针状焦、碳纤维中的一种或多种;所述软碳颗粒 的平均粒径为0.1-20μπι。4. 根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述软碳基体由基体碳源碳化得 到，所述基体碳源选自煤沥青、石油沥青、中间相沥青、煤焦油、石油工业重质油、重质芳香 烃中的一种或多种； 所述包覆层由包覆碳源碳化得到，所述包覆碳源选自煤沥青、石油沥青、中间相沥青、 煤焦油、石油工业重质油、重质芳香烃中的一种或多种。5. 根据权利要求1、2、4中任意一项所述的负极活性材料，其特征在于，所述内核材料的 平均粒径为2-50μπι，所述包覆层的厚度为50-2000nm。6. 如权利要求1-5中任意一项所述的负极活性材料的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： 51、 在超声条件下，将硅颗粒、软碳颗粒和基体碳源在溶剂环境中进行混合，形成浆料； 所述基体碳源为软碳类碳源； 52、 将所述浆料干燥后进行首次碳化处理，并经破碎后得到前驱体;所述前驱体中，所 述硅颗粒的含量为l-20wt%，所述软碳颗粒的含量为l-70wt%，所述软碳基体的含量为20-80wt% ； 53、 采用包覆碳源对所述前驱体进行包覆，然后在进行二次碳化处理，得到所述负极活 性材料;其中，所述包覆碳源为软碳类碳源;所述前驱体与包覆碳源的重量比为2-30:1。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，超声频率为20-130KHz，时间为10-600min。8. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述硅颗粒的平均粒径为10-2000nm； 所述软碳颗粒选自中间相碳微球、针状焦、碳纤维中的一种或多种;所述软碳颗粒的平 均粒径为0.1-20μηι; 所述基体碳源选自煤沥青、石油沥青、中间相沥青、煤焦油、石油工业重质油、重质芳香 烃中的一种或多种;所述基体碳源的平均粒径为0.5_500μπι; 所述溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、正 丁醇、1，2_丁二醇、1，3_丁二醇、1，4_丁二醇、正戊醇或2-己醇中的一种或多种；以所述浆料 中的固体物质含量为基准，溶剂的含量为250-500wt %。9. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述首次碳化处理的 升温速率为l-l〇°C/min，温度为350-700°C，时间为l-10h; 所述步骤S3中，所述二次碳化处理的升温速率为l-10°C/min，温度为750-1200°C，时间 为l-10h; 所述首次碳化处理和二次碳化处理均在保护气体环境中进行，所述保护气体选自氮 气、氦气、氖气、氩气、氪气或氣气中的一种或多种。10.根据权利要求6、7、9中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述 破碎后形成的前驱体的平均粒径为2-50μπι; 所述步骤S3中，所述包覆碳源选自煤沥青、石油沥青、中间相沥青、煤焦油、石油工业重 质油、重质芳香烃中的一种或多种； 包覆后形成的包覆层的厚度为50_2000nm。
【专利摘要】为克服现有技术中的负极活性材料无法同时具有优异的首次充放电效率、容量、倍率性能和循环性能的问题，本发明提供了一种负极活性材料，包括内核材料及包覆所述内核材料的包覆层；所述内核材料包括软碳基体及分散于所述软碳基体内的硅颗粒和软碳颗粒；所述包覆层为软碳材料。同时，本发明还公开了上述负极活性材料的制备方法。本发明提供的负极活性材料同时具有优异的首次充放电效率、容量、倍率性能和循环性能。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/62, H01M4/36, H01M4/38, H01M4/583
【公开号】CN105591084
【申请号】CN201610137500
【发明人】李勇, 汪福明, 岳敏, 任建国, 黄友元
【申请人】深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月11日