[發明專利]制備負極材料的方法、負極材料、負極極片和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201710328726.1
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN108063221A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 李慧;雷丹;夏圣安
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/133
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 魏雪嬌;毛威

1.一種制備負極材料的方法，其特征在于，包括：

將內核材料與含有雜元素的聚合物或含有雜元素的離子液體混合并加熱，以使所述含有雜元素的聚合物或含有雜元素的離子液體包覆所述內核材料；

將所述包覆有含有雜元素的聚合物或含有雜元素的離子液體的內核材料與功能化石墨烯混合并加熱，以使所述功能化石墨烯包覆所述含有雜元素的聚合物或含有雜元素的離子液體以及所述內核材料；

將所述功能化石墨烯、所述含有雜元素的聚合物或含有雜元素的離子液體以及所述內核材料進行燒結處理，獲得通過摻雜碳將石墨烯固定包覆在所述內核材料表面的所述負極材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有雜元素的聚合物可以由含有雜元素的有機單體通過聚合反應獲得，所述將內核材料與含有雜元素的聚合物混合并加熱，以使所述含有雜元素的聚合物或含有雜元素的離子液體包覆所述內核材料，包括：

將所述內核材料與所述含有雜元素的有機單體混合并加熱，通過所述含有雜元素的有機單體在所述內核材料表面上的聚合反應生成所述含有雜元素的聚合物，以使所述含有雜元素的聚合物包覆所述內核材料。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功能化石墨烯與所述含有雜元素的聚合物或所述含有雜元素的離子液體之間是通過所述功能化石墨烯攜帶的官能團和所述含有雜元素的聚合或所述含有雜元素的離子液體攜帶的官能團之間的化學反應固定的。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述內核材料的投料質量占所述內核材料、所述含有雜元素的聚合物或所述含有雜元素的離子液體、所述功能化石墨烯投料質量之和的79.9％～98.9％，所述功能化石墨烯的投料質量占所述內核材料、所述含有雜元素的聚合物或所述含有雜元素的離子液體、所述功能化石墨烯投料質量之和的0.1％～10％，所述含有雜元素的聚合物或所述含有雜元素的離子液體的投料質量占所述內核材料、所述含有雜元素的聚合物或所述含有雜元素的離子液體、所述功能化石墨烯投料質量之和的1％～20％。

5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述功能化石墨烯攜帶的官能團包括：氨基官能團、胺基官能團、酰胺基官能團、羧基官能團、羥基官能團、酮基官能團、羰基官能團、硝基官能團、磺酸基官能團、酯基官能團、腈基官能團、偶氮基官能團和硅氧烷基官能團中的至少一種。

6.根據權利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述含有雜元素的聚合物或所述含有雜元素的離子液體攜帶的官能團包括：氨基官能團、胺基官能團、酰胺基官能團、羧基官能團、羥基官能團、酮基官能團、羰基官能團、硝基官能團、磺酸基官能團、酯基官能團、腈基官能團和偶氮基官能團中的至少一種。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述內核材料包括：石墨、硬碳、軟碳、硅、氧化硅、硅碳復合物、鈦酸鋰、硅合金、鍺、錫、鉛、銻、鉍、鋅、鋁、鐵、鈦以及上述金屬材料的合金、上述金屬材料氧化物和上述材料的混合物中的至少一種。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述含有雜元素的聚合物包括：硅雜環(噻咯)聚合物、硫雜環(噻吩)聚合物、有機磷聚合物、有機硼聚合物和含氮(吡咯)聚合物中的至少一種。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述雜元素的質量占所述含有雜元素的聚合物的質量的1％～60％。

10.一種負極材料，其特征在于，包括內核材料以及分布在所述內核材料表面上的連接層和包覆層，所述包覆層與所述內核材料由所述連接層連接，所述包覆層為均勻分布在所述內核材料外周的片狀結構的石墨烯，所述連接層包括摻雜碳，所述摻雜碳的一部分與所述內核粘連，所述摻雜碳的另一部分與所述石墨烯通過碳氮鍵連接。