[發(fā)明專利]負極材料及其制備方法、鋰離子電池和終端

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911064363.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN112751031B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇航;許國成;王平華;李陽興
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M4/48;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種負極材料，其特征在于，包括摻雜硅基材料，所述摻雜硅基材料包括硅基材料和分布在所述硅基材料顆粒內(nèi)部的摻雜金屬元素，所述硅基材料包括納米硅或氧化亞硅，所述摻雜金屬元素的摻雜量為1ppm-1000ppm。

2.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述摻雜金屬元素包括鈦、鎳、鎢、鐵、銅、錳、鈷、鋅、鎵、銻和鍺中的一種或多種。

3.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，部分所述摻雜金屬元素取代所述硅基材料晶體結(jié)構(gòu)中的硅原子，部分所述摻雜金屬元素分布在所述硅基材料的晶格缺陷中。

4.如權(quán)利要求3所述的負極材料，其特征在于，所述摻雜硅基材料的晶相結(jié)構(gòu)中不存在合金相和金屬相。

5.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述納米硅的粒徑尺寸為1nm-150nm。

6.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述氧化亞硅的粒徑尺寸為500nm-10μm。

7.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述摻雜金屬元素均勻分布在所述硅基材料顆粒內(nèi)部。

8.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述摻雜硅基材料的電導(dǎo)率為10S/m-1.0×10⁴S/m。

9.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料還包括設(shè)置在所述摻雜硅基材料表面的包覆層。

10.如權(quán)利要求9所述的負極材料，其特征在于，所述包覆層包括碳包覆層和/或有機聚合物包覆層。

11.如權(quán)利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料還包括其它負極活性材料，所述摻雜硅基材料與所述其它負極活性材料復(fù)合形成復(fù)合材料。

12.如權(quán)利要求11所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料包括由所述摻雜硅基材料與所述其它負極活性材料構(gòu)成的內(nèi)核，以及包覆在所述內(nèi)核表面的包覆層。

13.如權(quán)利要求12所述的負極材料，其特征在于，所述內(nèi)核包括所述摻雜硅基材料、石墨和無定形碳，所述無定形碳填充在所述石墨之間，所述摻雜硅基材料均勻分布在所述無定形碳中。

14.一種負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用物理或化學(xué)摻雜法將摻雜金屬元素摻雜到硅基材料顆粒內(nèi)部，得到摻雜硅基材料，所述摻雜硅基材料包括硅基材料和分布在所述硅基材料顆粒內(nèi)部的摻雜金屬元素，所述硅基材料包括納米硅或氧化亞硅，所述摻雜金屬元素的摻雜量為1ppm-1000ppm。

15.如權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，所述物理或化學(xué)摻雜法包括離子注入法、球磨法、砂磨法、化學(xué)氣相沉積法中的一種或多種。

16.如權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，采用離子注入法將摻雜金屬元素摻雜到硅基材料顆粒內(nèi)部后，進一步進行退火處理。

17.如權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，還包括在制備得到的所述摻雜硅基材料表面制備包覆層。

18.如權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，還包括將制備得到的所述摻雜硅基材料與其它負極活性材料復(fù)合制備成復(fù)合材料，并在復(fù)合材料表面制備包覆層。

19.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極極片、負極極片、隔膜、電解液，其中，所述負極極片包括負極材料，所述負極材料包括如權(quán)利要求1-13任一項所述的負極材料。

20.一種終端，其特征在于，包括終端殼體，以及位于所述終端殼體內(nèi)部的電路板和電池，所述電池包括權(quán)利要求19所述的鋰離子電池。