[發(fā)明專(zhuān)利]負(fù)極材料及其制備方法、極片、鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110380021.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113113606B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖星;閆龍;梁世碩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆山寶創(chuàng)新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/62
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/62;H01M4/13;H01M4/48;H01M10/0525;C01G23/047;C01B33/113;C01B32/921;C01B32/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種負(fù)極材料及其制備方法、極片、鋰離子電池，屬于電池領(lǐng)域。負(fù)極材料為核殼結(jié)構(gòu)，核殼結(jié)構(gòu)包括內(nèi)核、包覆于內(nèi)核表面的第一包覆層以及包覆于第一包覆層表面的第二包覆層，內(nèi)核包括SiOsubgt;x/subgt;，第一包覆層為T(mén)isubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;，第二包覆層為C和TiOsubgt;2/subgt;。負(fù)極材料的制備方法包括：將含有表面帶正電的SiOsubgt;x/subgt;和表面帶負(fù)電的Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;的漿料通過(guò)靜電吸附自組裝的方式使得Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;包覆于SiOsubgt;x/subgt;表面，然后進(jìn)行干燥，在內(nèi)核表面形成第一包覆層；干燥后在惰性氣體氛圍中進(jìn)行熱處理使內(nèi)核和第一包覆層界面結(jié)合，熱處理后在第一包覆層表面包覆第二包覆層。其能夠較好地保持負(fù)極材料的整體結(jié)構(gòu)，提高電池的循環(huán)壽命，且能夠提高電池的熱穩(wěn)定性，以保證安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種負(fù)極材料及其制備方法、極片、鋰離子電池。

背景技術(shù)

近年來(lái)新能源電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，行業(yè)對(duì)具有更高能量密度、更長(zhǎng)循環(huán)壽命的新型鋰離子電池的需求迫在眉睫。而目前商業(yè)化最成熟的石墨負(fù)極組成的鋰離子電池能量密度和功率密度依然偏低，尚未達(dá)到未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的要求。在眾多新型鋰離子電池負(fù)極材料中，理論容量高達(dá)2600mAh/g且電極表面不易形成鋰枝晶等優(yōu)點(diǎn)的硅氧材料脫穎而出。

然而，硅氧材料在鋰離子脫嵌過(guò)程中伴隨著較大的體積效應(yīng)，由于充放電過(guò)程中的體積效應(yīng)，暴露于電解液中的硅氧負(fù)極材料會(huì)持續(xù)生成新鮮SEI膜，進(jìn)一步消耗電池內(nèi)部有限的活性鋰，造成容量迅速衰減。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N負(fù)極材料及其制備方法、極片、鋰離子電池，其能夠較好地保持負(fù)極材料的整體結(jié)構(gòu)，抑制極片的膨脹，緩解電池內(nèi)部活性鋰的消耗，提高電池的循環(huán)壽命，其且能夠提高電池的熱穩(wěn)定性。

本申請(qǐng)的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種負(fù)極材料，負(fù)極材料為核殼結(jié)構(gòu)，核殼結(jié)構(gòu)包括內(nèi)核、包覆于內(nèi)核表面的第一包覆層以及包覆于第一包覆層表面的第二包覆層，內(nèi)核包括SiO_x，第一包覆層為T(mén)i₃C₂，第二包覆層為C和TiO₂。

第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種本申請(qǐng)第一方面實(shí)施例的負(fù)極材料的制備方法，包括：

將含有表面帶正電的SiO_x和表面帶負(fù)電的Ti₃C₂的漿料通過(guò)靜電吸附自組裝的方式使得Ti₃C₂包覆于SiO_x表面，然后進(jìn)行干燥，在內(nèi)核表面形成第一包覆層；

干燥后在惰性氣體氛圍中進(jìn)行熱處理使內(nèi)核和第一包覆層界面結(jié)合，熱處理后在第一包覆層表面包覆第二包覆層。

第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種極片，極片中含有本申請(qǐng)第一方面實(shí)施例的負(fù)極材料。

第四方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種鋰離子電池，其包括本申請(qǐng)第三方面實(shí)施例的極片。

本申請(qǐng)實(shí)施例的負(fù)極材料及其制備方法、極片、鋰離子電池有益效果包括：

負(fù)極材料中的第一包覆層為T(mén)i₃C₂，其具有良好的導(dǎo)電性，能夠提高負(fù)極材料的導(dǎo)電性。第二包覆層為C和TiO₂，第二包覆層具有良好的彈性，在內(nèi)核SiO_x材料具有巨大的體積效應(yīng)下能夠較好地保持負(fù)極材料的整體結(jié)構(gòu)，負(fù)極材料不容易崩塌，具有穩(wěn)定SEI膜的作用，能夠緩解電池內(nèi)部活性鋰的消耗，提高電池的循環(huán)壽命。并且，第二包覆層具有較強(qiáng)的剛性，在高溫下能夠延緩電解液的還原分解，提高電池的熱穩(wěn)定性。