[發明專利]石墨復合材料及其制備方法、負極材料及電池

有效

• 申請號: 202010614375.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN113871580B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 陳娜;羅建偉;陳永坤;楊小波;郝嶸
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司;上海弗迪實業有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/133;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

本發明提供了一種石墨復合材料，包括一次復合顆粒結構以及包覆于所述一次復合顆粒結構表面的包覆碳層，所述一次復合顆粒結構包括多個石墨單顆粒和連接于所述石墨單顆粒之間的粘結材料；所述石墨復合材料滿足以下關系式一和關系式二：4≤D₅₀¹/BET≤13(關系式一)11≤D₅₀²/BET≤20(關系式二)。本發明還提供一種石墨復合材料的制備方法、負極材料以及電池。本發明提供的石墨復合材料能夠緩解所制備的極片在充放電過程中的膨脹程度，且能夠提高電池的倍率性能和低溫性能。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種石墨復合材料及其制備方法、負極材料及電池。

背景技術

目前三元電池體系在現有的配方下存在充放電過程中以及老化過程中負極材料膨脹過大，電解液分布不均勻，電池局部析鋰的問題，進而造成電池循環過程中容量衰減過快，電池容量大幅度下降的后果。同時三元材料體系還存在低溫問題，常規的負極石墨材料的片層較大，石墨在低溫時的層間距基本保持不變，而低溫時的電解液中離子擴散能力已經下降了一個數量級，故在充電時鋰離子無法很順利插入原來層間距的石墨中，這使得石墨在低溫時的插鋰能力下降，嚴重影響了整體電池的低溫充電能力，而在放電過程中，鋰離子的脫嵌路徑同樣較長，在低溫下充放電過程中以及循環過程中存在阻抗過大的問題，造成電池的低溫容量以及低溫循環性能很差。

發明內容

本申請內容旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，在本申請的第一個方面，提供一種石墨復合材料，所述石墨復合材料包括一次復合顆粒結構以及包覆于所述一次復合顆粒結構表面的包覆碳層，所述一次復合顆粒結構包括多個石墨單顆粒和連接于所述石墨單顆粒之間的粘結材料；所述石墨復合材料滿足以下關系式一和關系式二：

4≤D₅₀¹/BET≤13??(關系式一)

11≤D₅₀²/BET≤20??(關系式二)

其中，所述D₅₀¹表示所述石墨單顆粒的粒徑D₅₀的值，單位為μm；所述BET表示所述石墨復合材料的比表面積的值，單位為m²/g；所述D₅₀²表示所述石墨復合材料的粒徑D₅₀的值，單位為μm。

在本申請的第二個方面，還提供一種如上面任一項所述石墨復合材料的制備方法，所述石墨復合材料的制備方法包括：

將石墨前驅體進行干燥粉碎，并將粉碎的石墨前驅體顆粒進行高溫晶化處理，得到石墨單顆粒；

將所述石墨單顆粒與粘結材料混合，并在惰性氣體下改性處理形成一次復合顆粒結構；

將所述一次復合顆粒結構與包覆碳材料在惰性氣體下低溫熱處理，所述包覆碳材料在所述一次復合顆粒結構表面形成包覆碳層，得到石墨復合材料；

其中，所述石墨復合材料滿足以下關系式一和關系式二：

4≤D₅₀¹/BET≤13??(關系式一)

11≤D₅₀²/BET≤20??(關系式二)

其中，所述D₅₀¹表示所述石墨單顆粒的粒徑D₅₀的值，單位為μm；所述BET表示所述石墨復合材料的比表面積的值，單位為m²/g；所述D₅₀²表示所述石墨復合材料的粒徑D₅₀的值，單位為μm。