[發明專利]用于鋰離子電池的負極材料

在審

• 申請號: 201510060084.2
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104934575A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: X.黃
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/134;H01M4/04;H01M4/1395;H01M10/0525
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;徐厚才

1.一種負極材料，其包含：

活性材料粒子，其包括：

　硅核；和

　在硅核表面上的氧化層；和

直接結合到所述氧化層上的聚酰亞胺粘合劑；

其中在所述負極材料中不包括附加的粘合增強劑。

2.如權利要求1中所述的負極材料，其中所述氧化層具有大約0.1納米至大約5納米的厚度。

3.如權利要求1中所述的負極材料，其中所述聚酰亞胺粘合劑的酐基團和所述氧化層的羥基在所述氧化層與所述聚酰亞胺粘合劑之間形成界面粘結。

4.如權利要求1中所述的負極材料，其進一步包含與活性材料粒子和聚酰亞胺粘合劑混合的導電填料。

5.一種制造負極材料的方法，所述方法包括：

將硅粒子的表面氧化，由此形成包括硅核和在硅核上的氧化層的活性材料粒子；

在偶極非質子溶劑中將化學計量過量的二酐添加到二胺中以形成聚酰亞胺預聚物；

將所述活性材料粒子添加到所述聚酰亞胺預聚物中以形成漿料；

將所述漿料沉積在載體上；和

熱處理所述沉積的漿料，由此形成直接結合到活性材料粒子的氧化層上的聚酰亞胺粘合劑，由此所述聚酰亞胺預聚物的酐基團與所述氧化層的羥基反應以在所述氧化層與所述聚酰亞胺粘合劑之間直接形成界面粘結而不需要附加的粘合增強劑。

6.如權利要求5中所述的方法，其中硅粒子表面的氧化包括使硅粒子在含氧環境中暴露至少1小時。

7.如權利要求5中所述的方法，其中在沉積之后和在熱處理之前，所述方法進一步包括將沉積的漿料干燥以除去偶極非質子溶劑，其中所述干燥在大約60℃至大約150℃的溫度下進行。

8.如權利要求7中所述的方法，其中所述熱處理包括下列之一：

在真空或惰性氣體下在大約180℃至大約400℃的溫度下加熱最多大約20小時的時間；或

在大約180℃至大約400℃的溫度下施加微波和熱處理最多大約20小時的時間。

9.如權利要求8中所述的方法，其中在真空或惰性氣體下的加熱涉及隨時間以預設間隔傾斜升溫。

10.一種鋰離子電池，其包含：

包括鋰過渡金屬氧化物基活性材料的正極；

負極，其包括

　許多活性材料粒子，各粒子包括：

　　硅核；和

　　在硅核表面上的氧化層；

　直接結合到至少一些所述許多活性材料粒子的氧化層上的聚酰亞胺粘合劑；和

　混在所述許多活性材料粒子和聚酰亞胺粘合劑之間的導電碳；

　其中在所述負極材料中不包括附加的粘合增強劑；和

浸泡在電解質溶液中的多微孔聚合物隔膜，所述多微孔聚合物隔膜位于正極和負極之間。