[发明专利]一种锂离子电池负极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。正极材料：可选的正极材料很多，目前主流产品多采用锂铁磷酸盐。负极材料：多采用石墨，新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。

现有技术中的锂离子负极材料的采用虽然可以大幅度增加其操作安全性，但是在实际运作过程中，任然会出现性能不佳、使用寿命短等问题，尤其是锂金属作为负极活性材料时，在反复的充电过程中，锂离子将于锂金属表面反复沉积及溶解，而形成树枝状结晶物，这种树枝状结晶物逐渐堆积后，将有可能穿破隔离膜，病与电解液和正极相接处，发生短路甚至爆炸，存在极其严重的安全隐患，亟待改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的锂离子电池负极材料及其制备方法，其能够大大提高锂离子电池的使用安全性，以及改善其使用性能，延长其使用寿命，且其加工制作方便，有利于提高生产效率，实用性更强。

为实现上述目的，本发明所述的锂离子电池负极材料，它包含带有石墨、钛酸盐、金属锡的氧化物以及硅基合金的卷材、贴设于卷材内侧面的保护膜构成；

进一步地，所述的金属锡的氧化物为氧化锡、二氧化锡中的一种或者多种。

进一步地，所述的有机溶剂为醇类、烯烃类中的一种或者几种混合而成。

本发明所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其步骤如下：

1、将钛酸盐、金属锡的氧化物溶解在有机溶剂中，将卷材浸泡在该有机溶剂中；

2、将石墨以及硅基合金利用搅拌机混合均匀后，均匀的洒在被浸泡后的卷材上表面，利用毛刷将混合物进行均匀平铺；

3、将步骤2中处理好的卷材送入烘箱内高温热处理，令洒在卷材上表面的石墨和金属锡的氧化物与卷材内的浸润原料进行反应，形成带有单层复合氧化物的卷材；

4、将保护膜贴敷于步骤3中处理好的卷材带有复合氧化物的一面；

5、最后，将卷材卷绕在包覆于正极材料外部的隔膜外围，即可。

进一步地，所述的步骤3处理好卷材之后，将卷材再次浸入带有钛酸盐、金属锡的氧化物溶解在有机溶剂中，采用同样的工艺条件进行浸泡，将浸泡后逇卷材按照步骤3的操作工艺，在卷材的背面形成复合氧化物，从而得到带有双层复合氧化物的卷材。

进一步地，所述的步骤1中的浸泡温度为50-90℃，浸泡时间为12-24h。

进一步地，所述的步骤1中的有机溶剂与钛酸盐、金属锡的氧化物的混合物之间的质量比为1000-1200:1。

本发明的工作原理：利用有机溶剂将卷材浸泡在含有负极原料的溶液中，使得负极原料能够更好更充分的融合在卷材中，再将负极原料中的石墨以及硅基合金在高温环境下融合如卷材中，在卷材表面产生带有稳定性能好的复合氧化物，最后形成的负极卷材能够降低锂离子电池在反复充电过程中体积膨胀速度，极大地提高锂离子电池的使用安全性。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种锂离子电池负极材料及其制备方法，其能够大大提高锂离子电池的使用安全性，以及改善其使用性能，延长其使用寿命，且其加工制作方便，有利于提高生产效率，实用性更强，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

具体实施方式

具体实施方式一：

本具体实施方式采用的技术方案是：本具体实施方式中所述的锂离子电池负极材料，它包含带有石墨、钛酸盐、金属锡的氧化物以及硅基合金的卷材、贴设于卷材内侧面的保护膜构成；

进一步地，所述的金属锡的氧化物为氧化锡、二氧化锡中的一种或者多种。

进一步地，所述的有机溶剂为醇类、烯烃类中的一种或者几种混合而成。

本具体实施方式中所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其步骤如下：

1、将钛酸盐、金属锡的氧化物溶解在有机溶剂中，将卷材浸泡在该有机溶剂中；

2、将石墨以及硅基合金利用搅拌机混合均匀后，均匀的洒在被浸泡后的卷材上表面，利用毛刷将混合物进行均匀平铺；