[发明专利]复合负极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括内核及位于所述内核表面的包覆层；其中，

所述内核包括一次颗粒及位于所述一次颗粒表面的纳米颗粒层；所述一次颗粒包括骨架，所述骨架包括位于所述一次颗粒的内部的主骨架及自所述主骨架延伸至所述一次颗粒表面的多个分枝；所述纳米颗粒层形成有微孔和/或介孔。

2.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括如下特征a～d中的至少一种：

a.所述纳米颗粒层包括多个堆叠的纳米颗粒；

b.所述纳米颗粒选自纳米硅颗粒、纳米锗颗粒、纳米锑颗粒、纳米锡颗粒、纳米硼颗粒中的至少一种；

c.所述纳米颗粒层包括多个纳米颗粒，所述纳米颗粒的中值粒径为20nm～200nm；

d.所述纳米颗粒层的厚度为20nm～2000nm。

3.根据权利要求1或2所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括如下特征a～e中的至少一种：

a.所述主骨架为三维网状结构；

b.单个所述分枝为单独的晶粒；

c.单个所述分枝为单独的晶粒，所述晶粒的尺寸为30nm-100nm；

d.所述分枝的横截面最大宽度为20nm-250nm，所述分枝的横截面最大长度为100nm-1500nm；

e.所述分枝选自棒状纳米颗粒、纳米片、纳米线及纳米管中的至少一种。

4.一种复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括内核及位于所述内核表面的包覆层；其中，所述内核包括一次颗粒及位于所述一次颗粒表面的纳米颗粒层；所述纳米颗粒层形成有微孔和/或介孔；

所述一次颗粒为大孔结构，所述一次颗粒的内部形成有孔道，所述孔道延伸至所述一次颗粒的表面。

5.根据权利要求4所述的负极材料，其特征在于，所述孔道的直径为20nm～250nm；所述孔道的深度为50nm～1000nm；及/或

所述孔道在所有孔结构中的体积占比为35％～90％，所述介孔在所有孔结构中的体积占比为5％～45％，所述微孔在所有孔结构中的体积占比为5％～20％。

6.根据权利要求1～5任一项所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括如下特征a～d中的至少一种：

a.所述复合负极材料的孔隙率为30％～70％，其中，所述一次颗粒的孔隙率为15％～75％，所述纳米颗粒层的孔隙率5％～35％；

b.所述纳米颗粒层中的介孔的总孔隙率与微孔的总孔隙率比值为(2～10)：1；

c.所述复合负极材料的所有孔结构中的开孔体积占比为60％～95％，闭孔体积占比为5％～40％；

d.在所有孔结构的开孔中，交联孔占所有开孔的体积占比为79％～95％，通孔占所有开孔的体积占比为4％～20％，盲孔占所有开孔的体积占比为1％～10％。

7.根据权利要求1～6任一项所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括如下特征a～g中的至少一种：

a.所述一次颗粒选自硅、锗、锑、锡、硼中的至少一种；

b.所述一次颗粒的中值粒径为0.1μm～10μm；

c.所述复合负极材料的中值粒径为0.1μm～15μm；

d.所述复合负极材料的比表面积为1m²/g～100m²/g；

e.所述包覆层包括碳层；

f.所述包覆层包括碳层，所述碳层的厚度为5nm～100nm；

g.所述复合负极材料中的碳的质量百分比含量为5％～50％。