[發(fā)明專(zhuān)利]導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備的負(fù)極材料與二次電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710071066.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108417781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭尹瑋;劉全璞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 硅力能股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 趙倩

本發(fā)明公開(kāi)了一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備的負(fù)極材料與二次電池，其中，該導(dǎo)電復(fù)合材料包括：一核心部，其由選自第四主族元素(IVA)、金屬、金屬化合物或合金構(gòu)成群組之一第一材料所組成；一內(nèi)披覆層，其包覆于該核心部的表面并且由選自該第一材料的氧化物、氮化物或碳化物組成的群組所制備；以及一外披覆層，其包覆于該內(nèi)披覆層的表面并且為碳材料以及至少一種含有鹵素或第五主族元素(VA)的第二材料(摻雜材料)所制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種具導(dǎo)電性的復(fù)合材料及其所制備的負(fù)極材料與二次電池，尤指一種具有良好導(dǎo)電性的復(fù)合材料及其用以制備的負(fù)極材料與二次電池。

背景技術(shù)

近來(lái)，電子裝置、信息產(chǎn)品和通信工業(yè)中的可攜、微型化、質(zhì)輕和高性能的趨勢(shì)迅速成長(zhǎng)。據(jù)此，高性能電池特別是鋰離子二次電池，被用來(lái)作為這些可攜式電子裝置的能源且其需求迅速提高。二次電池可通過(guò)充電和放電重復(fù)使用，而作為信息和通信、電動(dòng)自行車(chē)或電動(dòng)載具的可攜式電子裝置的能源。由于這些產(chǎn)品的使用時(shí)間取決于作為關(guān)鍵組件的二次電池，所以消費(fèi)者對(duì)于高容量并且使用上安全的二次電池的需求提高。

現(xiàn)有技術(shù)所使用的二次電池的高容量化技術(shù)手段，常有以下限制待克服，例如雖然充放電容量上升，能量密度變高，但是循環(huán)性不充分，或是達(dá)到一累積充放電的循環(huán)數(shù)，容量就徐徐下降，在一定次數(shù)后就劇烈地下降的現(xiàn)象，抑或在多次充放電后，二次電池所使用的材料因其體積多次的膨脹收縮，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破裂而大幅降低整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。上述使用上的限制作為二次電池的商用價(jià)值并不充分，無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)的要求需求。

此外，近年來(lái)對(duì)于二次電池的快速充放電需求逐漸提高，但當(dāng)提升電池充放電速率時(shí)，其充放電容量會(huì)明顯降低，且會(huì)使電池循環(huán)壽命明顯受到影響，因此二次電池如何同時(shí)兼具快速充放電、高初始電容量及長(zhǎng)循環(huán)壽命，成為目前市場(chǎng)上亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述公知技術(shù)的不足，其目的在于提供一種具有優(yōu)異導(dǎo)電性、高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性且安全性高的導(dǎo)電復(fù)合材料及所制備的負(fù)極材料與二次電池。又，在于提供一種同時(shí)具有優(yōu)異的初始電容量、高電容保持率、長(zhǎng)循環(huán)壽命、優(yōu)異快速充放電表現(xiàn)的導(dǎo)電復(fù)合材料及所制備的負(fù)極材料與二次電池，并且其制備方法簡(jiǎn)便且可于溫和條件下進(jìn)行，可形成具高比表面積的高反應(yīng)活性奈米等級(jí)的導(dǎo)電復(fù)合材料。

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，其包括：

一核心部，其由選自第四主族元素(IVA)、金屬、金屬化合物或合金構(gòu)成群組之一第一材料所組成；

一內(nèi)披覆層，其包覆于所述核心部的表面并且由選自所述第一材料的氧化物、氮化物或碳化物組成的群組所制備；以及

一外披覆層，其包覆于所述內(nèi)披覆層的表面并且為碳材料以及至少一種含有鹵素或第五主族元素(VA)的第二材料所制備。

優(yōu)選的，所述核心部的構(gòu)型為粉體。

優(yōu)選的，其中組成所述核心部的粉體選自不規(guī)則型或圓球型。

優(yōu)選的，其中所述導(dǎo)電復(fù)合材料的粒徑大小為PS，其滿(mǎn)足下列條件：0.01μm≤PS≤10μm。

優(yōu)選的，所述核心部的構(gòu)型為片狀或棒狀。

優(yōu)選的，所述核心部由硅組成。

優(yōu)選的，所述核心部由硅所組成，所述內(nèi)披覆層為硅的氧化物所組成，所述外披覆層為碳材料以及含有氮的第二材料所組成，所述導(dǎo)電復(fù)合材料以通式Si/SiOx/C:N表示，其中x滿(mǎn)足下列條件：0.3≤x≤1.5。

優(yōu)選的，所述核心部由硅所組成，所述內(nèi)披覆層為硅的氧化物所組成，所述外披覆層為碳材料以及含有氟的第二材料所組成，所述導(dǎo)電復(fù)合材料以通式Si/SiOx/C:F表示，其中x滿(mǎn)足下列條件：0.3≤x≤1.5。