[发明专利]一种负极活性材料及其制备方法、负极材料、负极和锂离子电池

说明书

本发明提出了一种负极活性材料及其制备方法、负极材料、负极和锂离子电池，所述负极活性材料包括石墨颗粒和位于石墨颗粒表面的包覆层，所述包覆层包括有机钛聚合物，所述有机钛聚合物具有式(1)所示的结构：式(1)；其中R为碳原子数为12的烷基，10≤n≤40；将本发明所述的负极活性材料应用于负极，能够有效提高SEI膜的稳定性及导锂性能，使制备得到的电池的阻抗降低，高温性能及低温性能良好。

技术领域

本发明涉及一种负极活性材料及其制备方法、负极材料、负极和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池电极表面形成的SEI膜是防止电池内部不发生短路的重要部分，其主要在电池充放电过程中由电解液的分解产生，主要成分是无机盐、有机盐等。SEI膜的稳定性及导锂性能直接影响了电池的高温性能和低温性能；现有技术中，对SEI膜导锂性能和稳定性的改善主要是通过在电解液中加入各种成膜添加剂，即通过改变电解液的成分来改变SEI膜的结构及成分以提高SEI膜的导锂性能和稳定性能。

现有最常见的电解液成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯，碳酸亚乙烯酯能在负极表面形成一层致密的SEI膜，且形成的SEI膜具有相当的稳定性能，但同时由于碳酸亚乙烯酯能够在电场作用下得电子，形成类似于含乙烯官能团的有机碳酸锂，乙烯官能团发生聚合后在电极表面形成致密氧化膜，该致密氧化膜的存在会显著降低锂离子在SEI膜上的扩散速率，进而增大电池的整体阻抗以及电池的高温性能和低温性能。现有技术中有尝试通过在电解液中添加其他的成膜添加剂与碳酸亚乙烯酯配合使用以在维持SEI膜稳定性能的同时提高SEI膜的导锂性能，从而降低电池的整体阻抗以及提高电池的高温性能和低温性能，但是结果并不理想。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出了一种负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料包括石墨颗粒和位于石墨颗粒表面的包覆层，所述包覆层包括有机钛聚合物，所述有机钛聚合物具有式(1)所示的结构：

式(1)；

其中R为碳原子数为12的烷基，10≤n≤40。

本发明进一步提出了一种负极活性材料的制备方法，包括：

(1)将石墨和异丙基（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯按配比加入第一有机溶剂中，密封条件下搅拌后干燥得到固体；

(2)将步骤(1)中的固体与第二有机溶剂及水按配比混合，搅拌后干燥得到负极活性材料。

本发明还提出了一种负极活性材料，所述负极活性材料由上述的方法制备得到。

本发明还提出了一种负极材料，所述负极材料包括负极活性材料和粘接剂，所述负极活性材料为本发明上述的负极活性材料。

本还提出了一种负极，所述负极包括集流体及位于集流体上的负极材料，所述负极材料为本发明上述的负极材料。

本发明进一步提出了一种锂离子电池，所述电池包括电池壳体、极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，所述负极本发明上述的负极。