[發明專利]一種負極活性材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610137500.9
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105591084B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 李勇;汪福明;岳敏;任建國;黃友元
• 申請（專利權）人: 深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市港灣知識產權代理有限公司 44258
• 代理人: 微嘉

為克服現有技術中的負極活性材料無法同時具有優異的首次充放電效率、容量、倍率性能和循環性能的問題，本發明提供了一種負極活性材料，包括內核材料及包覆所述內核材料的包覆層；所述內核材料包括軟碳基體及分散于所述軟碳基體內的硅顆粒和軟碳顆粒；所述包覆層為軟碳材料。同時，本發明還公開了上述負極活性材料的制備方法。本發明提供的負極活性材料同時具有優異的首次充放電效率、容量、倍率性能和循環性能。

技術領域

本發明涉及一種負極活性材料及其制備方法。

背景技術

自工業革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應也隨之增強，已引起全球氣候變暖等一系列嚴重問題，引起了全世界各國的關注。其中傳統燃油汽車所排放中的尾氣含有大量的二氧化碳，是引起溫室效應的一個重要源頭。

目前，代替傳統燃油汽車的電動車正得到世界各國的大力支持，電動汽車市場得以快速擴張。隨著電動汽車產業的飛速發展，市場對電動汽車的技術有著急迫的需求。其中，鋰離子電池作為電動汽車的核心，其電池性能的優劣直接決定著電動汽車的性能。同樣，鋰離子電池電極材料作為電池中的核心部分，直接決定了電池性能的優劣。

目前常用的車載鋰離子電池負極材料為石墨類碳材料，但其倍率、循環和低溫性能較差，限制了其在動力電池領域中的進一步應用。

CN103708437A公開了一種新型高容量軟碳負極活性材料及其制備方法。該負極活性材料是以軟碳粉末為原料、依次經過預燒、納米材料噴涂及導電碳層包覆過程而制得。其中，納米材料附著于軟碳粉末表面。該方法制備的負極活性材料具有高容量和高首次充放電效率，但是其倍率及循環性能較差。且噴涂的工藝復雜，成本較高。

CN101286560A公開了一種鋰離子電池負極活性材料及其制備方法。該發明中將硅、石墨和瀝青均勻分散后高溫裂解，制得硅/石墨/無序碳的復合材料，然后在該復合材料表面包覆一層鋰鹽。該負極活性材料具有容量高、循環性能較好、且能有效控制硅的嵌鋰深度等特點。但是該負極活性材料的倍率性能和循環性能較低。

CN102332571A公開了一種硅碳復合負極活性材料及制造方法，該發明中將硅表面預先沉積一層碳層，再與有機聚合物混合，噴霧造粒后碳化，得到一個內核植入硅的復合結構。但該結構中先將硅進行沉積碳，工藝復雜；且噴霧過程復雜，設備昂貴。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中的負極活性材料無法同時具有優異的首次充放電效率、容量、倍率性能和循環性能的問題，提供一種負極活性材料。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

提供一種負極活性材料，包括內核材料及包覆所述內核材料的包覆層；所述內核材料包括軟碳基體及分散于所述軟碳基體內的硅顆粒和軟碳顆粒；所述包覆層為軟碳材料。

同時，本發明還提供了上述負極活性材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、在超聲條件下，將硅顆粒、軟碳顆粒和基體碳源在溶劑環境中進行混合，形成漿料；

所述基體碳源為軟碳類碳源；

S2、將所述漿料干燥后進行首次碳化處理，并經破碎后得到前驅體；所述前驅體中，所述硅顆粒的含量為1-20wt％，所述軟碳顆粒的含量為1-70wt％，所述軟碳基體的含量為20-80wt％；

S3、采用包覆碳源對所述前驅體進行包覆，然后在進行二次碳化處理，得到所述負極活性材料；其中，所述包覆碳源為軟碳類碳源；所述前驅體與包覆碳源的重量比為2-30：1。