[發明專利]一種鋰電池電極材料的制備方法及快速鋰離子傳導界面的構筑方法

有效

• 申請號: 202011084097.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112349894B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 柯福生;熊冰清
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/60;H01M10/0525
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種鋰電池電極材料的快速鋰離子傳導界面的構筑方法，其特征在于：利用三聚氰胺包覆負極材料，形成核殼結構的MA@負極材料，MA@負極材料在充放電過程中與電解液中的鋰離子原位反應產生富含Li-N的界面；

所述負極材料為Ge材料、Si材料Sn材料和P材料中的任意一種或幾種。

2.如權利要求1所述鋰電池電極材料的快速鋰離子傳導界面的構筑方法，其特征在于：所述核殼結構中，MA的厚度為4~10nm。

3.一種利用權利要求1所述構筑方法包覆MA的負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據需要選擇相應負極材料的多孔粉末，將負極材料粉體投入MA的甲醇溶液中，真空干燥去除溶劑，得到MA@負極材料，即包覆MA的負極材料。

4.如權利要求3所述包覆MA的負極材料的制備方法，其特征在于：所述負極材料粉體為多孔Ge粉、納米Si粉、納米Sn粉和納米P粉中的任意一種或幾種，負極材料粉體與MA的摩爾比為9~17：1。

5.一種利用權利要求3所述包覆MA的負極材料制備鋰電池的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、制備合金負極材料：以N-甲基-2-吡咯烷酮為溶劑，將包覆MA的負極材料與導電碳、粘結劑混合得到負極漿料，再將負極漿料涂于集流體上，真空干燥后得到合金負極材料；

步驟2、制備鋰電池：以步驟1所得合金負極材料作為負極，金屬鋰片作為對電極，聚丙烯膜作為隔膜，以含鋰鹽的溶液作為電解液，在惰性氣體氛圍下操作組裝為鋰電池。

6.如權利要求5所述包覆MA的負極材料制備鋰電池的方法，其特征在于：步驟1中，所述集流體為銅箔。

7.如權利要求5所述包覆MA的負極材料制備鋰電池的方法，其特征在于：步驟1中，所述包覆MA的負極材料與導電碳、粘結劑的質量比為3~8：1：1。

8.如權利要求5所述包覆MA的負極材料制備鋰電池的方法，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、草酸二氟硼酸鋰、二氟磷酸鋰和雙氟磺酰基氨基鋰中的任意一種或幾種組合。

9. 如權利要求5所述包覆MA的負極材料制備鋰電池的方法，其特征在于：步驟1中，所述導電碳為導電炭黑BP2000、碳納米管和導電炭黑super P中的一種；所述粘結劑為羥甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚烯烴類中的一種。