[發(fā)明專利]復合負極材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

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• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN116314638A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 楊程;劉若琦;黃健;楊書展;任建國;賀雪琴
• 申請（專利權）人: 貝特瑞新材料集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯思誠業(yè)知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 錢嫻靜

1.一種復合負極材料，其特征在于，所述復合負極材料包括石墨內核、位于所述石墨內核表面的連接層及位于所述連接層表面的碳層，所述連接層包括含摻雜元素的無定形碳，所述碳層包括含摻雜元素的無定形碳；

通過X射線光電子能譜XPS測得，所述復合負極材料的連接層具有C-N、C-P、C-B、C-F、C-O和C-S中的至少一種化學鍵；所述連接層中的摻雜元素的質量含量為P1，所述碳層中的摻雜元素的質量含量為P2，P1＞P2。

2.根據權利要求1所述的復合負極材料，其特征在于，所述復合負極材料滿足以下特征中的至少一者：

(1)所述石墨包括人造石墨和天然石墨中的至少一種；

(2)所述石墨的中值粒徑為5μm～20μm；

(3)所述連接層的厚度為0.01μm～1μm；

(4)所述碳層的厚度為0.01μm～1μm；

(5)所述連接層和所述碳層中的摻雜元素包括N、P、B、F、O和S中的至少一種；

(6)所述連接層中的摻雜元素的質量含量為P1，1％P1≤10％；

(7)所述碳層中的摻雜元素的質量含量為P2，0％P2≤1％；

(8)通過拉曼光譜測試，測得所述復合負極材料在1200cm^-1～1500cm^-1處的峰面積I_D與在1500cm^-1～1800cm^-1處的峰面積I_G的比值I_D/I_G為0.5～3.0；

(9)所述復合負極材料的包覆均一度為C，0.50≤C≤1.50。

3.根據權利要求1或2所述的復合負極材料，其特征在于，所述復合負極材料滿足以下特征中的至少一者：

(1)所述復合負極材料的中值粒徑為5μm～22μm；

(2)所述復合負極材料的比表面積為0.2m²/g～10m²/g；

(3)所述復合負極材料的振實密度為0.6g/cm³～1.4g/cm³；

(4)所述復合負極材料在5T壓力下的壓實密度為1.6g/cm³～2.2g/cm³；

(5)所述復合負極材料中無定形碳的質量含量為0.1％～10％。

4.一種復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將包含石墨、液態(tài)包覆劑及摻雜劑的混合物，置于150℃～300℃熱處理得到前驅體；

將包含所述前驅體與瀝青的復合物進行碳化處理，得到復合負極材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述方法滿足以下特征中的至少一者：

(1)所述石墨包括人造石墨和天然石墨中的至少一種；

(2)所述石墨的中值粒徑為5μm～20μm；

(3)所述石墨中碳元素的質量含量≥95％；

(4)所述液態(tài)包覆劑包括液態(tài)瀝青和液態(tài)橡膠增塑劑中的至少一種；

(5)所述液態(tài)包覆劑包括液態(tài)瀝青，所述液態(tài)瀝青包括石油系液態(tài)瀝青和煤系液態(tài)瀝青中的至少一種；

(6)所述液態(tài)包覆劑包括液態(tài)橡膠增塑劑，所述液態(tài)橡膠增塑劑包括石油系增塑劑、煤焦油系增塑劑、松油系增塑劑、脂肪系增塑劑和合成增塑劑中的至少一種；

(7)所述摻雜劑包括尿素、三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、磷酸二氫銨、氧化硼、硼酸銨、聚偏氟乙烯、氟化銨、氟化氫銨、硫酸銨、硫酸氫銨和硫脲中的至少一種；

(8)所述石墨、所述液態(tài)包覆劑與所述摻雜劑的質量比為100：(10～100)：(5～50)。

6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述方法滿足以下特征中的至少一者：

(1)所述瀝青包括石油系瀝青和煤系瀝青中的至少一種；

(2)所述石墨與所述瀝青的質量比為100：(1～10)。