[發明專利]一種電池負極材料及其制備方法、電池負極、鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010049378.6
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113130860A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 胡倩倩;洪曄;董海勇;長世勇;吳春宇;王津松
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳眾鼎專利商標代理事務所(普通合伙) 44325
• 代理人: 詹建新

1.一種電池負極材料，其特征在于，包括多孔碳載體、錫硫化合物和包覆碳層，所述錫硫化合物負載于所述多孔碳載體的表面和孔洞內部以形成復合材料，所述包覆碳層包覆于所述復合材料外部。

2.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述多孔碳載體為多級孔石墨化碳材料。

3.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述錫硫化合物選自二硫化錫和/或硫化亞錫。

4.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述多孔碳載體的比表面積為375～2400m²/g，孔體積為0.53～2.24cm³/g。

5.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述多孔碳載體為顆粒狀，所述多孔碳載體的粒徑為0.5um～10um。

6.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述多孔碳載體包括孔徑小于2nm的微孔，孔徑2～50nm的介孔和孔徑50～100nm的大孔。

7.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述錫硫化合物以納米顆粒和/或納米棒的形式成型于所述多孔碳載體的表面和孔洞內部，所述錫硫化合物納米顆粒的粒徑為2～50nm，所述錫硫化合物納米棒的內徑為2～100nm,長度為50～500nm。

8.根據權利要求1所述的電池負極材料，其特征在于，所述包覆碳層的厚度為2～50nm。

9.如權利要求1～8任意一項所述的電池負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下操作步驟：

將多孔碳載體在溶劑中分散，加入錫源和硫源，水熱條件下反應，在多孔碳載體的表面和孔洞內部生成錫硫化合物；

將負載有錫硫化合物的多孔碳載體與有機聚合物進行混合，放入保護性氣氛中加熱，使有機聚合物碳化。

10.根據權利要求9所述的電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述多孔碳載體由以下方法制備得到：

將大網格樹脂與金屬離子鹽溶液混合，攪拌干燥得到吸附金屬離子的樹脂；

將吸附金屬離子的樹脂進行粉碎，加入過渡性模腔填充劑，混合均勻；

將混合物加入擴孔劑溶液中，攪拌后干燥；

得到的產物于保護性氣氛中熱處理；

熱處理后的產物進行酸洗、過濾、干燥后得到多孔碳載體。

11.根據權利要求9所述的電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為乙二醇、去離子水和乙醇中的至少一種，所述錫源選自氯化亞錫，氯化錫、二丁基錫和辛酸亞錫中的至少一種，所述硫源選自硫脲、硫化氫、硫醚、硫醇和硫酚中的至少一種。

12.根據權利要求9所述的電池負極材料的制備方法，其特征在于，水熱條件下反應，在多孔碳載體的表面和孔洞內部生成二硫化錫；

在碳化處理的過程中，控制溫度以使二硫化錫全部或部分分解轉化為硫化亞錫。

13.根據權利要求9所述的電池負極材料的制備方法，其特征在于，多孔碳載體、錫源和硫源的質量比為5～20：10～30：50～85，水熱反應的反應條件為：80～150℃下保持2～12h，再將溫度升高至180～220℃保持2～12h，再進行水洗，干燥得到負載有錫硫化合物的多孔碳載體。

14.根據權利要求9所述的電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述“將負載有錫硫化合物的多孔碳載體與有機聚合物進行混合”的操作中，將有機聚合物溶解于有機溶劑中，加入負載有錫硫化合物的多孔碳載體進行混合，負載有錫硫化合物的多孔碳載體和有機聚合物的質量比為50～90：10～50，制備成負極漿料，將負極漿料烘干。