[發明專利]鋰離子電池負極材料及其制備方法、鋰離子電池

有效

• 申請號: 201310272311.9
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103346293A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 裴曉英;李志虎;夏永高;劉兆平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/134;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

1.一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，包括內核、包裹于所述內核外部的中間層與包裹于所述中間層外部的外殼，所述內核為硅碳顆粒，所述中間層為碳泡沫層，所述外殼為無定形碳層；所述硅碳顆粒由硅顆粒與碳材料形成。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述中間層的厚度為50～100nm。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述外殼的厚度為1～10μm。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述鋰離子電池負極材料的粒徑為10～50μm。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳材料選自天然石墨、人造石墨、石墨碳纖維、石油焦、針狀焦、碳纖維、中間相炭微球和碳納米管中的一種或幾種。

6.一種鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)將硅粉與碳材料混合球磨，得到第一混合物；

b)將所述第一混合物、第一碳包覆材料與發泡劑混合，球磨，得到第二混合物；

c)將所述第二混合物與第二碳包覆材料混合，球磨，然后在惰性氣體保護下焙燒，得到鋰離子電池負極材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一碳包覆材料與第二碳包覆材料各自獨立地選自葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、酚醛樹脂、石油瀝青、苯萘二元共聚物、環氧樹脂、羧甲基纖維素、聚丙烯腈、聚乙烯醇和聚苯乙烯中的一種或幾種。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一碳包覆材料與第二碳包覆材料各自獨立地還包括石墨烯、碳納米管、碳纖維與炭黑中的一種或幾種。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述發泡劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、對甲苯磺酰肼、重氮苯基氨基苯與尿素中的一種或幾種。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述發泡劑的質量為第一混合物質量的0.1%～20%。

11.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一碳包覆材料與第一混合物的質量比為（1～10）：（1～5）。

12.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第二碳包覆材料與第二混合物的質量比為（5～20）：（1～5）。

13.一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求1～5任意一項所述的鋰離子電池負極材料或權利要求6～12任意一項所制備的鋰離子電池負極材料。