[發明專利]增強型自支撐鋰離子電池負極材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 201910377840.2
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN111916750B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 孫賽;高煥新;劉志成
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/36;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，包括具有取向排列的碳納米纖維和活性組分；所述活性組分負載于所述碳納米纖維的內部或/和外部；所述負極材料還包括磷元素；所述磷元素通過共價鍵分別與碳納米纖維和活性組分連接；所述負極材料含有P(O)-O-R結構片段，R包括碳、硅、磷、鍺、錫、釩、鈦元素中的任一種元素。

2.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中具有取向排列的碳納米纖維與平面X軸的夾角為0°～180°。

3.根據權利要求2所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中具有取向排列的碳納米纖維與平面X軸的夾角為0°～135°。

4.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中具有取向排列的碳納米纖維的取向為單取向。

5.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中具有取向排列的碳納米纖維的取向為雙取向或三取向。

6.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中的活性組分包括硅、鍺、錫、釩、和鈦元素中任意一種或多種。

7.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中活性組分的質量百分數范圍為5％～90％。

8.根據權利要求7所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中活性組分的質量百分數范圍為9％～65％。

9.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中的活性組分與碳納米纖維之間存在相互作用力。

10.根據權利要求9所述的負極材料，其特征在于，所述相互作用力為共價鍵、范德華力中的任意一種。

11.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料中的碳納米纖維的直徑為50nm～1μm。

12.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料的比表面積為1m²/g～1000m²/g。

13.根據權利要求12所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料的比表面積為25m²/g～300m²/g。

14.一種鋰離子電池負極材料的制備工藝，其特征在于包括

將含高分子聚合物、活性組分的紡絲液進行靜電紡絲并取向收集，以及熱處理的步驟。

15.根據權利要求14所述的制備工藝，其特征在于，所述制備工藝中的紡絲液所含高分子聚合物包括纖維素、醋酸纖維素、甲殼素、殼聚糖、明膠、海藻酸鈉、透明質酸、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素、聚乳酸、聚酯型聚氨酯、均聚型聚丙烯腈、共聚型聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚酰亞胺、聚酰胺、改性瀝青中的一種或多種；活性組分包括硅、鍺、錫、釩、鈦元素中任意一種或多種。

16.根據權利要求14所述的制備工藝，其特征在于，所述制備工藝中靜電紡絲工藝參數為：正向電壓5KV～30KV，和/或負向電壓-0.2KV～-10KV，和/或紡絲口與接收器之間距離為5cm～30cm，和/或紡絲液推注速度為0.02mm/min-0.8mm/min。

17.根據權利要求14所述的制備工藝，其特征在于，所述制備工藝中取向收集是通過調控紡絲液射流在接收器上的沉積方式實現。

18.根據權利要求14所述的制備工藝，其特征在于，所述制備工藝中熱處理前經過上油或牽伸處理。