[發明專利]一種復合負極材料、負極片及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110677123.9
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113488636B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 唐文;張傳健;劉嬌
• 申請（專利權）人: 江蘇正力新能電池技術有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達;郭寶煊

本發明提供了一種復合負極材料、負極片及鋰離子電池，包括硅基材料和石墨；所述硅基材料嵌鋰20％SOC時的電壓Ssubgt;1/subgt;與所述石墨嵌鋰20％SOC的電壓Gsubgt;1/subgt;的差為Dsubgt;SG1/subgt;，所述Dsubgt;SG1/subgt;的取值范圍為：0.02VDsubgt;SG1/subgt;0.15V；所述硅基材料嵌鋰80％SOC時的電壓Ssubgt;2/subgt;與所述石墨嵌鋰80％SOC的電壓Gsubgt;2/subgt;的差為Dsubgt;SG2/subgt;，所述Dsubgt;SG2/subgt;的取值范圍為：?0.01VDsubgt;SG2/subgt;0.05V。相比于現有技術，本發明提供的復合負極材料，對硅基材料和石墨的嵌鋰電位差進行限定，篩選出初始嵌鋰電位值更接近的硅基材料和石墨，由此解決了目前硅基材料與石墨間的嵌鋰電位存在較大差異而影響化成階段成膜的致密性問題。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，具體涉及一種復合負極材料、負極片及鋰離子電池。

背景技術

負極材料是鋰離子電池的非常重要組成部分，其直接影響到鋰離子電池的能量密度與電化學性能。優異的負極材料可以提高鋰離子電池的可逆容量、循環性能、倍率性能；反之則會造成鋰離子性能的衰減，甚至無法工作。

常規的負極材料一般為石墨，但其容量有限，而氧化亞硅材料的容量為1000-1700mAh/g，將氧化亞硅用做電池負極活性材料已成為提升能量密度的一種有效方式。目前業內會采用石墨與氧化亞硅混合的方式進行設計制成負極材料。

但氧化亞硅材料因原料、工藝以及其它物性的不同，不同氧化亞硅材料與鋰進行合金化反應電位存有差異；同樣的石墨材料因原料、工藝以及其它物性的不同，不同石墨間嵌鋰電位存有差異；由此造成了不同的石墨與氧化亞硅同鋰反應電位存在差異。而在充電過程中，因為嵌鋰電位差異，充電前部分時嵌鋰電位高的材料會成為嵌鋰反應的主要部分，再充后部分嵌鋰電位低的材料貢獻主要容量。因此，化成前期，如果氧化亞硅材料嵌鋰電位較低，嵌鋰反應主要發生在石墨邊緣，成膜反應也會偏向于石墨材料，從而導致氧化亞硅材料在化成階段成膜不足或者不夠致密，進而會影響后期循環性能。

有鑒于此，確有必要提供一種解決上述問題的技術方案。

發明內容

本發明的目的之一在于：提供一種復合負極材料，解決目前硅基材料與石墨間的嵌鋰電位存在較大差異而影響化成階段成膜的致密性問題；使得該復合負極材料具有較好的循環壽命。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種復合負極材料，包括硅基材料和石墨；

所述硅基材料嵌鋰20％SOC時的電壓S₁與所述石墨嵌鋰20％SOC的電壓G₁的差為D_SG1，所述D_SG1的取值范圍為：0.02VD_SG10.15V；

所述硅基材料嵌鋰80％SOC時的電壓S₂與所述石墨嵌鋰80％SOC的電壓G₂的差為D_SG2，所述D_SG2的取值范圍為：-0.01VD_SG20.05V。

優選的，所述硅基材料嵌鋰20％SOC時的電壓S₁為0.1～0.2V；所述硅基材料嵌鋰80％SOC時的電壓S₂為0.03～0.08V。

優選的，所述石墨嵌鋰20％SOC的電壓G₁為0.03～0.1V；所述石墨嵌鋰80％SOC的電壓G₂為0.008～0.02V。