[發明專利]鋰電池負極材料、負極和鋰電池及其制備方法、通信設備

無效

• 申請號: 201210433613.5
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103794767A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 楊勝男
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/134;H01M4/1395;H01M10/058
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種鋰電池負極材料，包括

可與鋰合金化的納米材料；和

鍵合在所述納米材料表面的有機基團；以及

吸附在所述有機基團上的金屬粒子；

其中，所述納米材料與金屬粒子通過所述有機基團電聯接。

2.如權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述有機基團的通式為-(CH₂)n-B-R，通式中的0≤n≤100，B為脂肪族、芳香族、雜環基團中的至少一種，R為苯甲酸基、苯乙酸基、苯磺酸基中的至少一種。

3.如權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述金屬粒子為Ag、Au、Pt、Mn、Mo、Nb、W、Ta、Fe、Cu、Ti、V、Cr、Ni、Co、Zr、Y金屬粒子中的至少一種。

4.如權利要求1～3任一所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述納米材料為M元素的納米單質顆粒、納米線、納米管、納米纖維、納米薄膜、納米合金顆粒中的至少一種；其中，所述M元素為Si、Sn、Ge、Pb、Sb、Al、Zn中的至少一種。

5.如權利要求4任一所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述納米單質顆?；?和納米合金顆粒的粒徑為50～200nm。

6.如權利要求1～3任一所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述金屬粒子占所述鋰電池負極材料總質量的2～10%。

7.如權利要求1～3任一所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述有機基團占所述鋰電池負極材料總質量的2～8%。

8.如權利要求1～7任一所述的鋰電池負極材料的制備方法，包括如下步驟：

將所述可與鋰合金化的納米材料、含有可鍵合在所述納米材料表面有機基團的有機物、第一有機溶劑混合，攪拌反應或球磨6～20小時后進行固液分離，收集沉淀；

將所述沉淀干燥后加入極性溶劑中，加入金屬鹽，攪拌0.5～4小時后加入還原劑，使其與所述金屬鹽中的金屬離子發生氧化還原反應，6～20小時后進行固液分離，純化，得到所述鋰電池負極材料。

9.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：在將所述可與鋰合金化的納米材料與含有可鍵合在所述納米材料表面有機基團的有機物、第一有機溶劑混合之前，還包括對所述納米材料進行預處理的步驟：

將所述納米材料與HF或NH₄F溶液混合攪拌反應，除掉所述納米材料表面的氧化層。

10.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：所述納米材料與有機物用量的質量比為4:1～10:1。

11.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：所述有機物為3,4,5-三氟苯胺、對氨基苯甲酸、對氨基苯乙酸、對氨基苯磺酸及脂肪族、芳香族和雜環的一級胺或其混合物中的至少一種。

12.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：所述第一有機溶劑為乙腈、甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、甲酸、乙酸、戊烷、己烷、辛烷中的至少一種。

13.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：所述沉淀、金屬鹽和還原劑用量的質量比為4：1：1～10：1：1。

14.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：所述金屬鹽為Ag鹽、Au鹽、Pt鹽、Mn鹽、Mo鹽、Nb鹽、W鹽、Ta鹽、Fe鹽、Cu鹽、Ti鹽、V鹽、Cr鹽、Ni鹽、Co鹽、Zr鹽、Y鹽中的至少一種可溶性鹽。

15.如權利要求8所述的鋰電池負極材料的制備方法，特征在于：所述還原劑為肼、硼氫化鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵銨、硫化鈉中的至少一種。

16.一種鋰電池負極，包括集流體和結合在所述集流體上的含有負極材料，其特征在于：所述負極材料為權利要求1～7任一所述的鋰電池負極材料。

17.一種鋰電池負極制備方法，包括如下步驟：

將權利要求1～7任一所述的鋰電池負極材料與電極導電劑、粘接劑和溶劑混合，并配制成負極漿料；

將所述負極漿料涂覆在集流體上；

將所述涂覆有負極漿料的集流體進行干燥處理、輥壓、裁剪，得到鋰電池負極。