[發(fā)明專利]用于鋰二次電池的負(fù)極材料、其制備方法及包含用于鋰二次電池的負(fù)極材料的鋰二次電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911260892.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111313021A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李圣滿;金琦勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江原大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號(hào): H01M4/587
• 分類號(hào): H01M4/587;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/058;C01B32/21
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

1.一種用于鋰二次電池的負(fù)極材料，其特征在于，

包括：

天然石墨顆粒，具有下列結(jié)構(gòu)，即，由具備凹凸結(jié)構(gòu)表面缺陷的鱗片狀天然石墨片狀顆粒以大頭菜狀或隨機(jī)形狀結(jié)球及組合的結(jié)構(gòu)，表面及內(nèi)部設(shè)有形成于所述鱗片狀天然石墨片狀顆粒之間的張開(kāi)的空隙；及

涂層，是形成所述空隙的鱗片狀天然石墨片狀顆粒表面及所述天然石墨顆粒的表面上形成的涂層，其包含非晶質(zhì)或準(zhǔn)晶碳。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料，其特征在于，

所述非晶質(zhì)或準(zhǔn)晶碳相比于所述天然石墨顆粒100重量份以1至20重量份被包含。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料，其特征在于，

所述天然石墨顆粒的平均粒徑(D50)是5至40μm。

4.一種用于鋰二次電池的負(fù)極材料的制備方法，該用于鋰二次電池的負(fù)極材料是權(quán)利要求1所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料，其特征在于，

包括下列步驟：

準(zhǔn)備溶液，該溶液包括鱗片狀天然石墨片狀顆粒以大頭菜狀或隨機(jī)形狀結(jié)球而顆粒化的球形化天然石墨顆粒、非晶質(zhì)或準(zhǔn)晶碳前驅(qū)體、氧化劑(oxidizing agent)及溶劑；

對(duì)所述溶液進(jìn)行超聲波處理而使得所述球形化天然石墨顆粒表面及內(nèi)部所存在的鱗片狀天然石墨片狀顆粒之間的空隙擴(kuò)展，與此同時(shí)，在所述球形化天然石墨顆粒的表面及內(nèi)部所存在的所述鱗片狀天然石墨片狀顆粒的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)缺陷，把非晶質(zhì)或準(zhǔn)晶碳前驅(qū)體含浸及涂布在形成所述空隙的鱗片狀天然石墨片狀顆粒的表面及所述球形化天然石墨顆粒表面；

把所述超聲波處理后的溶液予以干燥而制備球形化天然石墨改性顆粒；及

把所述球形化天然石墨改性顆粒予以熱處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料制備方法，其特征在于，

所述碳前驅(qū)體是從檸檬酸、硬酯酸(stearic acid)、蔗糖、聚偏二氟乙烯、普蘭尼克嵌段高分子(Pluronic F127)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠(EPDM)、磺化EPDM、淀粉、酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、糠醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯腈、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、纖維素、苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、甘油、多元醇、煤瀝青、石油瀝青、中間相瀝青、低分子量重質(zhì)油、葡萄糖、明膠及糖類所組成的群中選擇的一個(gè)以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料制備方法，其特征在于，

所述溶劑是從水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲苯、乙烯、二甲基乙酰胺、丙酮、甲基乙基酮、己烷、四氫呋喃、癸烷、乙醇、甲醇、異丙醇及乙酸乙酯所組成的群中選擇的一個(gè)以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料制備方法，其特征在于，

所述超聲波處理在10至35kHz的振蕩頻率及10至100W的超聲波振幅的條件下進(jìn)行1分鐘至24小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料制備方法，其特征在于，

所述干燥以選自旋轉(zhuǎn)噴霧、噴嘴噴霧及超聲波噴霧的至少一個(gè)噴霧干燥(spray dry)法、利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(rotary evaporator)的干燥法、真空干燥法或自然干燥法進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料制備方法，其特征在于，

所述氧化劑包含選自過(guò)氧化氫(H2O2)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、高錳酸鉀(KMnO4)及氫氧化鈉(NaOH)的至少一個(gè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鋰二次電池的負(fù)極材料制備方法，其特征在于，

所述熱處理在500至3200℃的溫度下進(jìn)行。