[發明專利]負極材料及其制備方法與應用、負極片與應用

在審

• 申請號: 202110648445.0
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN115472829A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 潘廣宏;蘇志江;梁文斌;衛昶;陳全彬
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;趙澤麗

1.一種負極材料，其特征在于，所述負極材料具有以下特征：

(1)所述負極材料的總孔體積≤0.02cm³/g，孔徑為2-50nm的介孔的孔體積為0.00001-0.02cm³/g；

(2)所述負極材料通過拉曼光譜獲得的D峰和G峰的高度比滿足以下條件：0.20≤ID/IG≤1。

2.根據權利要求1所述的負極材料，其中，所述負極材料的總孔體積為0.0001-0.01cm³/g，孔徑為2-50nm的介孔的孔體積為0.00001-0.01cm³/g；

優選地，所述負極材料的總孔體積為0.0002-0.007cm³/g，孔徑為2-50nm的介孔的孔體積為0.0001-0.007cm³/g。

3.根據權利要求1或2所述的負極材料，其中，所述負極材料通過拉曼光譜獲得的D峰和G峰的高度比滿足以下條件：0.25≤ID/IG≤0.9，更優選地，0.3≤ID/IG≤0.8。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的負極材料，其中，所述負極材料通過粉末XRD獲得的(002)晶面的層間距d₀₀₂滿足以下條件：0.3340nm≤d₀₀₂≤0.3400nm，優選為0.3350nm≤d₀₀₂≤0.3390nm，更優選地0.3364nm≤d₀₀₂≤0.3370nm；

優選地，所述負極材料通過粉末XRD獲得的c軸方向的微晶尺寸L_c滿足以下條件：25nm≤L_c≤70nm，優選28nm≤L_c≤60nm，更優選30nm≤L_c≤50nm；

優選地，所述負極材料通過XRD獲得a軸方向的微晶尺寸L_a滿足以下條件：40nm≤L_a≤150nm，優選45nm≤L_a≤120nm，更優選50nm≤L_a≤100nm。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的負極材料，其中，所述負極材料的石墨化度滿足以下條件：

82≤石墨化度≤95，優選84≤石墨化度≤91，更優選85≤石墨化度≤90。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的負極材料，其中，所述負極材料的比表面積為0.1-10m²/g，優選為0.5-5m²/g，更優選為1-3m²/g。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的負極材料，其中，所述負極材料包含煤基石墨的第一相碳和無定形碳的第二相碳；

所述第一相碳的部分或全部表面包覆有所述第二相碳；

或者，所述第二相碳分散于所述第一相碳中。

8.根據權利要求7所述的負極材料，其中，以所述負極材料的總重量計，所述第一相碳與所述第二相碳的質量比為2-99：1；

優選地，以所述負極材料的總重量計，所述第一相碳與所述第二相碳的質量比為4-70：1。

9.一種負極材料的制備方法，其中，所述方法包括以下步驟：

(1)將煤進行粉碎，得到煤顆粒；

(2)將所述煤顆粒進行石墨化，得到石墨化材料；

(3)將所述石墨化材料與改性劑進行混合，得到混合料；

(4)在空氣氣氛下，將所述混合料進行預氧化，得到預氧化樣品；

(5)在惰性氣氛下，將所述預氧化樣品進行碳化，得到所述負極材料。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述煤滿足以下條件：鏡質組反射率≥2；揮發分≤10wt％；灰分≤15wt％；

優選地，所述煤滿足以下條件：鏡質組反射率≥2.3；揮發分≤10wt％；灰分≤6wt％。