[發(fā)明專利]負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法以及鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410794924.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105762336B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何向明;錢(qián)冠男;尚玉明;李建軍;王莉;楊聚平;高劍;趙鵬;王要武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇華東鋰電技術(shù)研究院有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達(dá)

本發(fā)明涉及一種負(fù)極復(fù)合材料，包括負(fù)極活性物質(zhì)及與該負(fù)極活性物質(zhì)復(fù)合的聚合物，該聚合物由有機(jī)二胺類化合物與馬來(lái)酰亞胺類單體通過(guò)聚合反應(yīng)得到，該馬來(lái)酰亞胺類單體包括馬來(lái)酰亞胺單體、雙馬來(lái)酰亞胺單體、多馬來(lái)酰亞胺單體及馬來(lái)酰亞胺類衍生物單體中的至少一種。本發(fā)明還涉及一種負(fù)極復(fù)合材料的制備方法以及鋰離子電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法以及應(yīng)用該負(fù)極復(fù)合材料的鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池是一種新型的綠色化學(xué)電源，與傳統(tǒng)的鎳鎘電池、鎳氫電池相比具有電壓高、壽命長(zhǎng)、能量密度大的優(yōu)點(diǎn)。自1990年日本索尼公司推出第一代鋰離子電池后，它已經(jīng)得到迅速發(fā)展并廣泛用于各種便攜式設(shè)備。在鋰離子電池中，負(fù)極材料性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電池的容量、循環(huán)性能及安全性能。現(xiàn)有的鋰離子電池負(fù)極材料有金屬氧化物、金屬硫化物和碳材料，如石墨、乙炔黑、微珠碳、石油焦、碳纖維、裂解聚合物和裂解碳等，其中碳材料技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛。碳材料雖然具有循環(huán)性能好、脫嵌鋰過(guò)程中體積變化小等優(yōu)點(diǎn)，但它們的表面碳原子具有大量的不飽和鍵，在首次充電時(shí)電解液會(huì)在它們表面分解，并形成SEI(Solid Electrolyte Interface)膜，使電池首次放電時(shí)循環(huán)效率較低，首次放電可逆容量較小，從而影響電池整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠提高鋰離子電池首次循環(huán)效率的負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法以及應(yīng)用該負(fù)極復(fù)合材料的鋰離子電池。

一種負(fù)極復(fù)合材料，包括負(fù)極活性物質(zhì)及與該負(fù)極活性物質(zhì)復(fù)合的聚合物，該聚合物由有機(jī)二胺類化合物與馬來(lái)酰亞胺類單體通過(guò)聚合反應(yīng)得到，該馬來(lái)酰亞胺類單體包括馬來(lái)酰亞胺單體、雙馬來(lái)酰亞胺單體、多馬來(lái)酰亞胺單體及馬來(lái)酰亞胺類衍生物單體中的至少一種，該有機(jī)二胺類化合物的分子通式由式(3)或式(4)表示，其中R₃與R₄為二價(jià)有機(jī)取代基，

(3)；

(4)。

一種鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜及電解質(zhì)溶液，該負(fù)極包括如所述負(fù)極復(fù)合材料。

一種所述負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，包括將該馬來(lái)酰亞胺類單體與該有機(jī)二胺類化合物聚合并與該負(fù)極活性物質(zhì)復(fù)合，該將該馬來(lái)酰亞胺類單體與該有機(jī)二胺類化合物聚合的方法為：將有機(jī)二胺類化合物在有機(jī)溶劑中溶解形成二胺溶液；將馬來(lái)酰亞胺類單體與有機(jī)溶劑混合并預(yù)加熱，形成馬來(lái)酰亞胺類單體的溶液；以及將二胺溶液加入預(yù)加熱的馬來(lái)酰亞胺類單體的溶液中，混合攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行，得到所述聚合物。

本發(fā)明采用有機(jī)二胺類化合物與馬來(lái)酰亞胺類單體通過(guò)聚合反應(yīng)得到的聚合物，將該聚合物加入到負(fù)極材料中，不僅能夠提高鋰離子電池負(fù)極的首次循環(huán)效率，還能起到提高電池循環(huán)穩(wěn)定性的作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例3與比較例的鋰離子電池的電壓容量微分曲線。

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法以及應(yīng)用該負(fù)極復(fù)合材料的鋰離子電池作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施方式提供一種負(fù)極復(fù)合材料，包括負(fù)極活性物質(zhì)及與該負(fù)極活性物質(zhì)復(fù)合的聚合物，該聚合物由有機(jī)二胺類化合物與馬來(lái)酰亞胺類單體通過(guò)聚合反應(yīng)得到。該聚合物可以與該負(fù)極活性物質(zhì)均勻混合，或者包覆于負(fù)極活性物質(zhì)表面。該聚合物在該負(fù)極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分含量可以為0.01%~10%，優(yōu)選為0.1%~5%。

該馬來(lái)酰亞胺類單體包括馬來(lái)酰亞胺單體、雙馬來(lái)酰亞胺單體、多馬來(lái)酰亞胺單體及馬來(lái)酰亞胺類衍生物單體中的至少一種。

該馬來(lái)酰亞胺單體的分子通式可以由式(1)表示。