[發明專利]一種電極材料的包覆方法及其包覆物與應用

有效

• 申請號: 201711387806.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109950478B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 李玉良;左自成;商虹;汪帆;劉輝彪;李勇軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明公開了一種電極材料的包覆方法及其包覆物與應用，所述方法包括以下步驟：(1)將電極材料置于含有至少含有三個炔基的化合物的溶液中，反應；或著，將包括電極材料的漿料干燥后再將其置于含有至少含有三個炔基的化合物的溶液中，反應；(2)步驟(1)中得到的反應產物經熱處理得到碳包覆的電極材料。該方法真正意義上實現了多種難以碳包覆的電極材料的碳包覆，大幅度提高了電極材料的表面導電性，提升了電極的低溫性能，降低了電極材料在循環過程中的電極結構破壞，使電極的循環性能和安全性能明顯提高。本發明方法工藝簡單，易于實現工業化生產。

技術領域

本發明屬于電極材料領域，具體涉及一種電極材料的包覆方法及其包覆物與應用。

背景技術

近年來，鋰離子電池應用范圍日益擴大，從小型的消費電子類產品到大型的新能源汽車以及儲能電站。與此同時，消費者對于鋰離子電池的要求越來越高，包括對鋰離子電池的能量密度、快充快放性能、安全性能、長循環壽命等。這些要求對于鋰離子電池的體系設計和電極材料設計都提出了嚴峻的挑戰。

目前，鋰離子電池電極材料，尤其是負極材料(C，Si，Ge，Sn等)在循環過程中存在體積變化大，導電性差，材料循環穩定性差等問題，這些問題也在很大程度上限制了鋰離子電池體積能量密度的進一步提升，安全性能的進一步改進，循環性能的進一步優化等，從而嚴重制約了鋰離子電池的深入推廣和行業規模發展，特別是限制了高能量密度鋰離子電池的進一步使用?，F有技術中，用于改進這類鋰離子電池電極材料性能的方法有聚合物包覆、氧化物包覆、氟化物包覆、金屬離子摻雜，電解液添加劑等，但以上解決電池問題的方法所達到的效果仍然不很理想，進而只能借助于電池體系和電池管理系統的優化來緩解以上問題，這在一定程度上增加了鋰離子電池的成本，不利于鋰離子電池推廣。

發明內容

為解決上述問題，本發明首先提供一種電極材料的包覆方法，其次還提供了由所述方法制備得到的包覆物和該包覆物的用途。通過本發明的方法能夠在溫和條件下在電極材料表面包覆一層高導電高穩定的碳材料，從而實現增強電極材料導電性，改善電極材料的表界面結構穩定性，次級結構穩定性，穩定界面，防止電極的腐蝕，提升材料的循環性能，改善倍率性能，增強安全性能等目的。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種電極材料的包覆方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將電極材料置于含有至少含有三個炔基的化合物的溶液中，反應；或者，將包括電極材料的漿料干燥后再將其置于含有至少含有三個炔基的化合物的溶液中，反應；

(2)步驟(1)的反應產物經熱處理得到碳包覆的電極材料。

根據本發明，所述碳包覆在電極材料的表面。

本發明還提供如下技術方案：

一種電極用復合材料的包覆方法，所述方法包括以下步驟：

(1’)將電極材料負載在基體上得到復合材料，將其置于含有至少含有三個炔基的化合物的溶液中，反應；或者，將包括電極材料的漿料負載在基體上，干燥后得到復合材料，再將其置于含有至少含有三個炔基的化合物的溶液中，反應；

(2’)步驟(1’)的反應產物經熱處理得到碳包覆的復合材料。

根據本發明，所述碳包覆在復合材料的表面。

根據本發明，所述電極材料包括C，Si，Ge，Sn，Fe，Co，Mn，Ni，Zr，Cu，Zn，Mo，Pt，Pd，Au單質、氧化物或者硫化物的一種或多種的組合。

根據本發明，所述電極材料的形貌可以為粉末、納米顆粒、納米片或納米棒。

根據本發明，所述電極材料或包括電極材料的漿料先與添加劑混合，再進行后續步驟。