[發明專利]一種負極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111144943.8
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113972363B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 文豪;于培峰;馬斌;陳杰;楊山
• 申請（專利權）人: 惠州鋰威新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/583;H01M10/05
• 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;王滔

1.一種負極材料，其特征在于，包括第一炭基材料和包覆在所述第一炭基材料表面的包覆層；所述包覆層包括第二炭基材料和添加劑，所述添加劑包括碳納米材料和負載于所述碳納米材料上的納米金屬氧化物；其中，所述納米金屬氧化物包括納米氧化鋁、納米氧化鎂、納米氧化鈣、納米氧化鋅、納米二氧化錫、納米二氧化鋯、納米二氧化鈦和納米二氧化鈰中的至少一種，所述納米金屬氧化物的粒徑為2～500nm，所述納米金屬氧化物的質量為負極材料質量的0.1～5％；其中，所述碳納米材料的包括石墨烯、碳納米管中的至少一種，所述碳納米材料的質量為負極材料質量的0.01～2％；其中，所述第二炭基材料為軟碳和/或硬碳，所述軟碳或所述硬碳的質量為負極材料質量的0.2～3％；所述第一炭基材料為石墨、軟碳、硬碳、中間相炭微球中的至少一種，所述第一炭基材料的Dv50為4～20μm，所述第一炭基材料的石墨化度≥90％，所述第一炭基材料的質量為負極材料質量的90～99.6％。

2.根據權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述包覆層的厚度為1～100nm。

3.一種如權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將碳納米材料進行酸化或氧化處理；

S2、將步驟S1得到的碳納米材料和納米金屬氧化物對應的金屬鹽加入溶劑中，混合成均勻的溶液；

S3、將步驟S2得到的溶液進行第一次熱處理，得到沉淀粉體，經過濾、洗滌后進行第二次熱處理，得到負載納米金屬氧化物的碳納米復合材料；

S4、將第二炭基材料的前驅體、第一炭基材料和負載納米金屬氧化物的碳納米復合材料進行融合，得到半成品；

S5、將步驟S4得到的半成品進行碳化、破碎、篩分、除磁后得到負極材料。

4.根據權利要求3所述的負極材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述酸化的處理劑為濃硝酸或濃硫酸；所述氧化的處理機為高錳酸鉀或雙氧水。

5.根據權利要求3或4所述的負極材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述金屬鹽包括金屬硝酸鹽、金屬氯化鹽、金屬有機物鹽中的至少一種；所述溶劑包括去離子水、乙醇、超臨界二氧化碳、異丙醇、N-甲基吡咯烷酮中的任意一種。

6.根據權利要求3所述的負極材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述第二次熱處理的溫度大于所述第一次熱處理的溫度；所述第一次熱處理的溫度為180～250℃，所述第二次熱處理的溫度為400～500℃。

7.根據權利要求3所述的負極材料的制備方法，其特征在于，步驟S4中，融合的速率為1800～2500rpm；步驟S5中，碳化的溫度為500～1000℃。

8.一種負極片，包括負極集流體和涂覆于所述負極集流體至少一表面的負極活性物質層，其特征在于，所述負極活性物質層包括權利要求1或2所述的負極材料。

9.一種二次電池，包括正極片、負極片和間隔于所述正極片和所述負極片之間的隔離膜，其特征在于，所述負極片為權利要求8所述的負極片。