[發(fā)明專利]鋰離子電池用復(fù)合陽極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310391947.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN103456928B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃起森;洪響;鐘開富;陳振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞新能源科技有限公司;寧德新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

1.一種鋰離子電池用復(fù)合陽極材料，包括陽極活性物質(zhì)和包覆于所述陽極活性物質(zhì)表面的包覆層，所述陽極活性物質(zhì)為Si、SiO_x或硅合金，其中1≤x≤2，其特征在于，所述包覆層為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，所述聚合物是由具有以下結(jié)構(gòu)式的聚合物前體交聯(lián)而成：

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其中，X為O，S和N-R中的至少一種，R為H、具有1到12個(gè)碳原子的烷基、具有2到8個(gè)碳原子的碳烯基或具有6到14個(gè)碳原子的芳香基，m為1～100，n為10～1000；Y為反應(yīng)性硅基團(tuán)、含有碳碳雙鍵的不飽和烴基、鹵素或羧酸基；

所述包覆層占所述陽極材料的質(zhì)量百分比為1-20%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料，其特征在于：所述聚合物為無規(guī)共聚物，并且所述聚合物的重均分子量為10,000～5,000,000。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料，其特征在于：所述包覆層占所述陽極材料的質(zhì)量百分比為2～10%。

4.一種權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，先將聚合物前體溶于溶劑中，得到聚合物前體溶液，所述溶劑為水或有機(jī)溶劑，然后將陽極活性物質(zhì)加入聚合物前體溶液中，攪拌后得到混合漿料，調(diào)節(jié)混合漿料的黏度為300-2000mPa·s；

第二步，將第一步制得的混合漿料轉(zhuǎn)移至噴霧干燥機(jī)中進(jìn)行噴霧干燥，干燥溫度為50-150℃，得到干燥顆粒；???????

第三步，對(duì)第二步得到的干燥顆粒進(jìn)行交聯(lián)處理，得到鋰離子電池用復(fù)合陽極材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：當(dāng)Y為反應(yīng)性硅基團(tuán)時(shí)，第一步所述溶劑為水，所述交聯(lián)處理為向所述干燥顆粒的表面噴灑有機(jī)金屬化合物的水溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)金屬化合物為乙酸二丁基錫或四異丙基鈦，并且噴灑在所述干燥顆粒表面的所述有機(jī)金屬化合物的質(zhì)量為所述聚合物的質(zhì)量的0.01%～2%。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：當(dāng)Y為含有碳碳雙鍵的不飽和烴基時(shí)，第一步所述的混合漿料中還添加有交聯(lián)劑，第三步所述交聯(lián)處理為向所述干燥顆粒噴灑自由基引發(fā)劑的水溶液，所述交聯(lián)劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯、過氧化二異丙苯或乙烯基三乙氧基硅烷，并且所述交聯(lián)劑的質(zhì)量為所述聚合物的質(zhì)量的0.01%～2%，所述自由基引發(fā)劑為有機(jī)過氧化合物或偶氮化合物，并且所述自由基引發(fā)劑的質(zhì)量為所述交聯(lián)劑的0.1%～5%。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)過氧化合物包括過氧化苯甲酸、過氧環(huán)己酮或過氧二碳酸酯，所述偶氮化合物為2,2’-偶氮二異丁腈或2,2’-偶氮二（2-甲基丙酰胺）二水合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：當(dāng)Y為含有碳碳雙鍵的不飽和烴基時(shí)，第一步所述的混合漿料中還添加有感光劑，并且所述感光劑的質(zhì)量為所述聚合物的質(zhì)量的0.01%～1%，第三步所述交聯(lián)處理為使用紫外線照射所述干燥顆粒。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：所述感光劑為二乙氧基苯乙酮安息香甲醚或2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮。

11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：當(dāng)Y為鹵素時(shí)，第一步所述的混合漿料中還添加有交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑為多胺類化合物、多硫醇類化合物或硫脲類化合物，并且所述交聯(lián)劑的質(zhì)量為所述聚合物的質(zhì)量的0.1%～3%，第三步所述交聯(lián)處理為將干燥顆粒在50℃～200℃下進(jìn)行加熱處理。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋰離子電池用復(fù)合陽極材料的制備方法，其特征在于：所述多胺類化合物為乙二胺、三亞乙基四胺或二甲胺基丙胺，所述多硫醇類化合物為1,10-葵二硫醇或2,3-二硫基吡嗪，所述硫脲類化合物為丙烯基硫脲或氨基硫脲。