[發明專利]負極材料及其制備方法、負極極片和電池

在審

• 申請號: 202310561212.6
• 申請日: 2023-05-18
• 公開（公告）號: CN116598455A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 張浩;韓定宏;江柯成
• 申請（專利權）人: 江蘇正力新能電池技術有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M4/38;H01M4/134;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉鋒

1.一種負極材料的制備方法，其特征在于，包括：

將硅粉在碳氫化合物氣體中煅燒，以獲得碳包裹硅粉；

制備含有納米化纖維素和含磷氮鹽的纖維素分散液；

將所述碳包裹硅粉與所述纖維素分散液混合，脫水后得到硅-纖維素混合物；

制備含有所述硅-纖維素混合物、鋰源以及磷鉬化合物的負極材料分散液；

將所述負極材料分散液依次進行噴漿、干燥、研磨、燒結，以得到所述負極材料。

2.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，所述硅粉的粒徑為0.6～15μm。

3.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，將硅粉在碳氫化合物氣體中煅燒，以獲得碳包裹硅粉的步驟，包括：

將所述硅粉在所述碳氫化合物氣體和惰性氣體的混合氣體氛圍下，于700～950℃燒結1～5h；

再降溫至400～700℃，保持1～5h，以獲得所述碳包裹硅粉。

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，所述碳氫化合物氣體為1～8個C的低碳鏈氣體，所述碳氫化合物氣體和所述惰性氣體的體積比為(1～5):(5～20)。

5.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，制備含有納米化纖維素和含磷氮鹽的纖維素分散液的步驟，包括：

將所述納米化纖維素與分散劑溶液混合，進行超聲分散和攪拌，再加入所述含磷氮鹽，以得到所述纖維素分散液；

其中，所述分散劑溶液包括二甲基甲酰胺、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉以及烷基磺酸鈉中的至少一種。

6.根據權利要求5所述的負極材料的制備方法，其特征在于，每升所述分散劑溶液與0.01～0.4kg所述納米化纖維素混合。

7.根據權利要求5所述的負極材料的制備方法，其特征在于，所述含磷氮鹽為磷酸氫銨、磷酸銨、磷酸銨鎂、三聚磷酸銨以及聚磷酸銨中的至少一種；所述納米化纖維素為纖維素納米晶須、納米纖絲纖維素、納纖化纖維素、微纖化纖維素以及納米細菌纖維素中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，所述納米化纖維素的長度為50～500nm，直徑為10～100nm。

9.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，將所述碳包裹硅粉與所述纖維素分散液混合，脫水后得到硅-纖維素混合物的步驟，包括：

每升所述纖維素分散液中加入400～800g所述碳包裹硅粉，進行超聲分散和攪拌，升溫、抽除氣體后，在100～110℃下脫水，以得到干燥的所述硅-纖維素混合物。

10.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，制備含有所述硅-纖維素混合物、鋰源以及磷鉬化合物的負極材料分散液的步驟，包括：

將所述鋰源、所述磷鉬化合物加入到pH值為3.5～6.5的酸溶液中，以得到改性溶液；

每升所述改性溶液加入1.5～5kg所述硅-纖維素混合物，以得到所述負極材料分散液。

11.根據權利要求10所述的負極材料的制備方法，其特征在于，所述鋰源為氫氧化鋰、草酸鋰、氯化鋰、甲酸鋰、碳酸鋰以及苯基鋰中的至少一種；所述酸溶液為硝酸溶液、鹽酸溶液或磷酸溶液。

12.根據權利要求1所述的負極材料的制備方法，其特征在于，將所述負極材料分散液依次進行噴漿、干燥、研磨、燒結，以得到所述負極材料的步驟，包括：

使用噴漿機在45～95℃下對所述負極材料分散液進行噴漿，再進行干燥、研磨；

將產物在保護氣體中以400～900℃燒結，持續1～5h，降溫后球磨細化，以得到所述負極材料。