[发明专利]一种负极材料及包含该负极材料的负极片

说明书

本发明提供一种负极材料及包含该负极材料的负极片。本发明通过控制负极材料粒度分布满足D_V99与D_V50的比值D_V99/D_V50为2～2.6；通过设计适合与该粒径分布的最佳负极活性物质层的厚度(D_V50×9.8≥负极活性物质层的厚度≥D_V99×3.4)达到最优的极片设计，保证在高压实密度负极下颗粒完整性提升循环性能。控制合适的大颗粒的尺寸保证在高压实密度下局部过压导致的局部膨胀异常，既实现高的体积能量密度又能满足长循环低膨胀的要求。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种负极材料及包含该负极材料的负极片。

背景技术

近年来，随着锂离子电池能量密度不断提升，对于负极材料的使用压实密度逐渐加大，导致在长循环过程中电池的膨胀越来越大，最终导致电池界面破坏锂离子电池失效。因此有必要针对高能量密度电池的负极材料重新研究设计。

发明内容

为了改善现有负极材料组装得到的锂离子电池的能量密度低、在长循环过程中电池的膨胀率大的问题，本发明提供一种负极材料及包含该负极材料的负极片。本发明通过对石墨进行包覆处理得到所述负极材料，同时通过对负极材料粒径的调控，对负极片的负极活性物质层的厚度的调控，以及对负极片的负极活性物质层的(004)面的峰强和(110)面的峰强的比值(OI值)的调控，获得具有高能量密度和长循环性能的锂离子电池。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种负极材料，所述负极材料为非晶碳包覆的石墨，所述负极材料的体积分布D_V99与D_V50的比值D_V99/D_V50为2～2.6。

根据本发明的实施方式，当D_V99/D_V50大于2.6时，组成的负极片在辊压过程中，大颗粒会由于过压导致负极片表面局部部位的孔隙分布不均匀，局部部位的嵌锂不均匀，进而影响颗粒膨胀不一致性，最终电池厚度会恶化，使得电池性能急剧下降；当D_V99/D_V50小于2时，所述负极材料的粒径分布太窄，所述负极材料的压实密度会明显降低，影响电池的能量密度。

根据本发明的实施方式，所述D_V99/D_V50采用粒度分析仪测试得到，具体的，采用激光粒度分析仪，如马尔文-3000粒度测试仪测试分别测定所述负极材料的D_V99与D_V50，然后即可获得所述D_V99/D_V50。

根据本发明的实施方式，所述负极材料的D_V50为9μm～15μm，例如为9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm或15μm。

根据本发明的实施方式，非晶碳层的厚度为50nm～70nm。

根据本发明的实施方式，所述负极材料在5吨压力下的粉末压实密度≥1.9g/cc。

本发明还提供上述负极材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

将焦炭与石油沥青混合，在惰性气氛中进行加热处理，造粒，反应产物冷却至室温，再于3000℃进行石墨化处理，制备得到所述负极材料。

根据本发明的实施方式，所述焦炭选自石油焦、煅后针状焦、生焦、沥青胶中的至少一种。

根据本发明的实施方式，所述焦炭的D_V50为6μm～9μm。

根据本发明的实施方式，所述石油沥青的D_V50为2μm～5μm。