[發明專利]負極材料及其制備方法和全固態鋰電池

在審

• 申請號: 202110300911.6
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN115117309A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 歷彪;郭姿珠;王國帥;胡屹偉;易觀貴
• 申請（專利權）人: 深圳市比亞迪鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0562
• 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

1.一種負極材料，其特征在于，所述負極材料包括內核以及設置在所述內核外的外殼，所述內核與所述外殼之間具有空隙，所述內核包括鋰硅合金顆粒以及設置在所述鋰硅合金顆粒表面的第一碳材料層，所述外殼包括鋰硅合金層和第二碳材料層，所述第二碳材料層設置在所述鋰硅合金層和所述內核之間，所述鋰硅合金顆粒的材質為Li_xSi，所述鋰硅合金層的材質為Li_ySi，其中0＜x＜4.4，0＜y≤4.4。

2.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述鋰硅合金顆粒與所述鋰硅合金層的質量比為0.1-100。

3.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述第一碳材料層和所述第二碳材料層的總質量占所述負極材料質量的1％-30％。

4.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述空隙的體積占所述空隙與所述內核體積和的10％-75％。

5.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述鋰硅合金顆粒的粒徑為20nm-1μm；所述鋰硅合金層的厚度為10nm-1μm。

6.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述第一碳材料層和所述第二碳材料層的材質分別選自石墨、碳黑、石墨烯、碳纖維、碳納米管和裂解碳中的至少一種。

7.一種負極材料的制備方法，其特征在于，包括：

在Li_zSi顆粒表面包覆碳材料，得到第一包覆物，其中，0＜z≤4.4；

在所述第一包覆物表面包覆硅材料，得到第二包覆物；

加熱所述第二包覆物，得到負極材料，所述負極材料包括內核以及設置在所述內核外的外殼，所述內核與所述外殼之間具有空隙，所述內核包括鋰硅合金顆粒以及設置在所述鋰硅合金顆粒表面的第一碳材料層，所述外殼包括鋰硅合金層和第二碳材料層，所述第二碳材料層設置在所述鋰硅合金層和所述內核之間，所述鋰硅合金顆粒的材質為Li_xSi，所述鋰硅合金層的材質為Li_ySi，其中0＜x＜4.4，0＜y≤4.4，x＜z。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述加熱包括在100℃-250℃處理10min-8h。

9.一種全固態鋰電池，其特征在于，包括正極、負極以及位于所述正極和所述負極之間的固態電解質層，所述負極包括如權利要求1-6任一項所述的負極材料或如權利要求7-8任一項所述的制備方法制得的負極材料。

10.如權利要求9所述的全固態鋰電池，其特征在于，所述負極包括負極集流體，以及設置在所述負極集流體上的負極材料層，所述負極材料層包括所述負極材料，且所述負極材料層不含固態電解質材料和導電劑。