[發明專利]復合負極材料及其制備方法、極片、電池以及裝置

在審

• 申請號: 202110222690.5
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113036135A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉朗;李冰;梁世碩
• 申請（專利權）人: 昆山寶創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/48;H01M4/38;H01M4/134;H01M4/13;H01M10/0525;C01G23/04;C01B33/113;C01B33/02;C01B32/921;C01B32/907
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王麗莎

1.一種復合負極材料，其特征在于，包括：

內核，所述內核為硅基材料；

第一包覆層，所述第一包覆層包覆在所述內核的至少部分表面；所述第一包覆層包括偏離化學計量比的鈦氧化物；以及

第二包覆層，所述第二包覆層包覆在所述第一包覆層的至少部分表面；所述第二包覆層為導電碳層，且至少部分的碳以與所述第一包覆層中的部分鈦形成碳化鈦存在、至少部分的碳以與所述第一包覆層中的部分鈦和部分氧形成碳氧化鈦的形式存在。

2.根據權利要求1所述的復合負極材料，其特征在于：

所述偏離化學計量比的鈦氧化物TiO_x的偏離化學計量比滿足以下公式：

TiO₂＝TiO_x+(2-x)/2O₂，其中，0≤x≤2。

3.根據權利要求1或2所述的復合負極材料，其特征在于：

所述硅基材料包括硅氧化物、納米硅或者硅碳中的至少一種；

可選地，所述硅基材料的中值粒徑為50nm-20μm。

4.根據權利要求1或2所述的復合負極材料，其特征在于：

所述復合負極材料的中值粒徑為1μm-30μm；

可選地，所述復合負極材料的比表面積為1m²/g～3m²/g；

可選地，按照質量百分比計，所述復合負極材料中碳含量0.5％～5％。

5.一種復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括：

通過以下方式對硅基材料表面進行修飾改性，以抑制其表面缺陷：

提供通過液相混合而包覆于硅基材料的至少部分表面的鈦源材料的粉末；

在有機氣體氣氛下，燒結粉末，以通過有機氣體產生的還原性碳使粉末中的由鈦源材料形成的部分二氧化鈦被還原，從而至少形成偏離化學計量比的鈦氧化物，且至少部分的還原性碳以碳化鈦形式存在、至少部分的還原性碳以碳氧化鈦的形式存在。

6.根據權利要求5所述的復合負極材料的制備方法，其特征在于，

所述粉末的制備步驟，包括：將液態鈦源材料與硅基材料混合得到混合液，將所述混合液干燥得到所述粉末。

7.根據權利要求5所述的復合負極材料的制備方法，其特征在于：

所述有機氣體包括甲烷、乙炔或者乙烷中的至少一種；

可選地，所述在有機氣體氣氛下，燒結粉末的工藝參數包括：在700℃-1200℃燒結1h-9h；

可選地，所述有機氣體的流速控制在0.5L/min～10L/min；

可選地，所述鈦源材料包括鈦酸四丁酯或者鈦酸異丙酯中的至少一種；

可選地，所述鈦源材料與所述硅基材料的質量比為(0.5～30):100。

8.一種極片，其特征在于，包括權利要求1～4任一項中所述的復合負極材料；或者權利要求6～7任一項所述的復合負極材料的制備方法制得的復合負極材料。

9.一種電池，其特征在于，包括權利要求1～4任一項中所述的復合負極材料；或者權利要求6～7任一項所述的復合負極材料的制備方法制得的復合負極材料。

10.一種裝置，其特征在于，包括權利要求9中所述的電池以及用電裝置本體。