[發明專利]一種鋰離子電池的錫-石墨復合的負極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810203232.1
• 申請日: 2008-11-24
• 公開（公告）號: CN101740764A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 黃瑞安;張殿浩;吳敏昌
• 申請（專利權）人: 上海杉杉科技有限公司;寧波杉杉新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 薛琦;朱水平

1.一種鋰離子電池的錫-石墨復合的負極材料，其特征在于，該復合材 料具有核殼結構，核殼結構由內核和外殼組成，所述內核為石墨，所述的外 殼為金屬錫和無定形碳的均勻復合體；

所述的鋰離子電池的錫-石墨復合的負極材料由下述制備方法制得：

1）將SnCl₄或錫醇鹽Sn(OR)₄溶解于正丙醇或正丁醇中，得到的溶液A， 其中R為2～4個碳的烴基鏈；

2）將有機高分子聚合物溶解于正丁醇、正丙醇或甲苯中，得到溶液B；

3）將溶液A和溶液B混合均勻得到溶液C；

4）將石墨加入溶液C中強烈攪拌均勻得到固液混合物漿料D；

5）將氨水或脲溶解于乙醇或乙醇和水的混合物中，得到溶液E；

6）在強烈攪拌的條件下加熱混合物漿料D至70～100℃，并向該混合物 漿料內滴加溶液E，在滴加的過程中，溶液混合料變成溶膠混合料，整個體 系的粘度不斷增大，溶液E滴加至整個體系變成凝膠狀為止，得到凝膠/石 墨混合體系F；

7）將該凝膠/石墨混合體系F轉入真空干燥箱內，在溫度100℃～120℃ 條件下進行干燥，等溶劑完全排除后，再在該溫度下保溫1～3小時，然后將 溫度升至180～220℃并保溫3～5小時，最后自然降溫至10～40℃得到干燥物 料G；

8）將干燥物料G經研磨和-300目～-150目篩分處理后，在氮氣或惰性 氣體氣氛保護下于800～1200℃熱處理6～10小時，即得。

2.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述的石墨的粒徑為 6～25μm。

3.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述的石墨選自天然 球形石墨，天然鱗片石墨和各類人造石墨。

4.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述的石墨占所述負 極復合材料的質量百分含量為65～85%。

5.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述的金屬錫占所述 負極復合材料的質量百分含量為5%～30%。

6.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述的無定形碳占所 述負極復合材料的質量百分含量為5%～15%。

7.一種如權利要求1所述的具有核殼結構的鋰離子電池的負極復合材 料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將SnCl₄或錫醇鹽Sn(OR)₄溶解于正丙醇或正丁醇中，得到的溶液A， 其中R為2～4個碳的烴基鏈；

2）將有機高分子聚合物溶解于正丁醇、正丙醇或甲苯中，得到溶液B；

3）將溶液A和溶液B混合均勻得到溶液C；

4）將石墨加入溶液C中強烈攪拌均勻得到固液混合物漿料D；

5）將氨水或脲溶解于乙醇或乙醇和水的混合物中，得到溶液E；

6）在強烈攪拌的條件下加熱混合物漿料D至70～100℃，并向該混合物 漿料內滴加溶液E，在滴加的過程中，溶液混合料變成溶膠混合料，整個體 系的粘度不斷增大，溶液E滴加至整個體系變成凝膠狀為止，得到凝膠/石 墨混合體系F；

7）將該凝膠/石墨混合體系F轉入真空干燥箱內，在溫度100℃～120℃ 條件下進行干燥，等溶劑完全排除后，再在該溫度下保溫1～3小時，然后將 溫度升至180～220℃并保溫3～5小時，最后自然降溫至10～40℃得到干燥物 料G；

8）將干燥物料G經研磨和-300目～-150目篩分處理后，在氮氣或惰性 氣體氣氛保護下于800～1200℃熱處理6～10小時，即得。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟1）所述的溶液A 的濃度為9wt%～45wt%。

9.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟2）所述的有機高 分子聚合物選自酚醛樹脂、呋喃樹脂和石油瀝青。

10.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟2）所述的溶液 B中還加入固化劑。