[發明專利]鋰離子電池的負極材料及其制備方法和鋰離子電池

無效

• 申請號: 201210556680.6
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103887506A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 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: H01M4/60
• 分類號: H01M4/60;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種鋰離子電池的負極材料，其特征在于：其包括可與鋰合金化的材料、化學鍵合的有機基團、以及將可與鋰合金化的材料包覆的碳素材料，所述碳素材料與可與鋰合金化的材料之間通過所述有機基團以化學鍵鍵合在一起，所述可與鋰合金化的材料選自Si、Sn、Ge、Pb、Sb、Al、Zn中一種元素的納米顆粒、納米線、納米管、納米纖維或者納米薄膜材料，或者所述可與鋰合金化的材料選自含有Si、Sn、Ge、Pb、Sb、Al、Zn元素中一種或多種的合金復合物。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池的負極材料，其特征在于：所述有機基團通式為—(CH₂)_n—B—(CH₂)_n-，其中0≤n≤100，B為脂肪族、芳香族及雜環基團中的一種。

3.如權利要求1所述的鋰離子電池的負極材料，其特征在于：所述碳素材料選自為石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管、及碳納米纖維中的一種或多種。

4.一種鋰離子電池，其包括正極極片，負極極片以及電解液，其特征在于，所述負極極片含有權利要求1-3任意一項所述的鋰離子電池的負極材料。

5.一種鋰離子電池的負極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、將石墨烯粉末溶解于去離子水中并進行超聲分散，在分散均勻后向石墨烯溶液中滴加溶有對苯二胺的濃鹽酸溶液，然后向石墨烯溶液中加入亞硝酸鈉進行反應，并攪拌均勻獲得第一混合溶液；

步驟二、將所述第一混合溶液進行抽濾，并用去離子水和無水乙醇對抽濾后所得濾渣進行多次清洗，直至清洗后所得的濾液無色，然后對清洗后的濾渣進行干燥處理得到粉末；

步驟三、將步驟二中的粉末與經過HF或NH₄F溶液提純處理后獲得的硅粉加入至有機溶劑中，隨后加入有機酯類，在攪拌條件下反應得到第二混合溶液；

步驟四、將第二混合溶液進行抽濾獲得濾渣，并用無水乙醇清洗所述濾渣至清洗后的濾液無色，然后干燥清洗之后獲得的反應產物，得到所述鋰離子電池的負極材料。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟一中，超聲分散時間為0.5~2小時。

7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟一中，反應時間為4小時。

8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟二中，干燥處理的條件是在真空干燥箱內在80℃的溫度下干燥8~24小時。

9.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟三中，硅粉的平均直徑為100nm。

10.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟三中，所述有機溶劑為乙腈、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。

11.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟三中，所述有機脂類為亞硝酸異戊酯、亞硝酸甲酯、亞硝酸乙酯、亞硝酸正丙酯、亞硝酸異丙酯、亞硝酸丁酯、亞硝酸正丁酯、亞硝酸異丁酯、亞硝酸叔丁酯、亞硝酸特丁酯、亞硝酸辛酯、亞硝酸戊酯、亞硝酸酯中的至少一種。

12.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟四中，干燥的條件是在真空干燥箱內在80℃的溫度下干燥8~24小時。

13.一種鋰離子電池的負極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、將石墨烯粉末與經過HF或NH₄F溶液提純處理后的硅粉加入至有機溶劑中形成混合溶液并進行超聲分散，在分散均勻之后向所述混合溶液中加入對苯二胺，再加入有機酯類進行反應并攪拌，然后得到反應產物；

步驟二、將步驟一中所得的反應產物進行抽濾獲得濾渣，并用去離子水和無水乙醇清洗所述濾渣至清洗后的濾液無色，然后干燥清洗之后的反應產物得到所述鋰離子電池的負極材料。