[发明专利]一种硬炭银复合负极材料及其制备方法与锂离子电池

说明书

本发明提供一种硬炭银复合负极材料及其制备方法与锂离子电池，涉及储能材料技术领域，所述制备方法包括如下步骤：将水和吐温80混合均匀，得到反应溶液；向反应溶液中加入酚类物质和醛类物质，加入酸类物质调节pH至1‑2，搅拌至有凝胶形成，于40‑70℃密封反应，得到胶体；向胶体中加入银源，于80‑120℃密封反应，得到凝胶状沉淀；将凝胶状沉淀于800‑1200℃进行碳化处理，得到硬炭银复合负极材料。本发明提供的硬炭银复合负极材料的制备方法，以酚类物质与醛类物质为碳源，通过引入银源，在多孔炭材料的微孔中导入一定量的纳米银粒子，降低锂离子进入炭微孔中的阻力，从而避免在循环过程中析锂。

技术领域

本发明涉及储能材料技术领域，尤其涉及一种硬炭银复合负极材料及其制备方法与锂离子电池。

背景技术

随着锂电池应用场景的不断拓展，电池能量密度的不断提高，理论比容量372mAh/g的石墨负极材料已经不能满足市场需求。为了进一步提高负极材料的比容量，研究人员在硅、氧化亚硅、金属锂、金属氧化物等方向进行了深入研究，取得了一定进展，其中硅碳负极已经实现了量产。

但是，石墨、硅碳、金属锂等负极材料用于锂离子电池后，充放电过程中，由于电子在炭负极表面分布不均匀，且锂离子进入微孔中阻力较大，锂离子容易在炭负极表面堆积、还原，形成锂枝晶，造成安全问题，制约了多孔炭在锂电负极领域的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中负极材料用于锂离子电池时产生锂枝晶的问题，本发明提供一种硬炭银复合负极材料，该硬炭银复合负极材料通过在多孔炭材料的微孔中导入纳米银，使得电荷在炭负极表面分布更为均匀，同时降低锂离子进入炭微孔中的阻力，诱导锂离子在充电过程中进入炭负极微孔中，避免锂离子在碳负极表面形成锂枝晶，从而解决了现有技术中负极材料用于锂离子电池时产生锂枝晶的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种硬炭银复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：在20-60℃温度下，将水和吐温80混合均匀，得到反应溶液；

S2：向所述反应溶液中加入酚类物质和醛类物质，混合均匀后，加入酸类物质调节pH至1-2，搅拌至有凝胶形成，停止搅拌，于40-70℃密封反应，得到胶体；

S3：向所述胶体中加入银源，搅拌，于80-120℃密封反应，得到凝胶状沉淀；

S4：将所述凝胶状沉淀在惰性气氛保护下，于800-1200℃进行碳化处理，得到硬炭银复合负极材料。

可选地，所述酚类物质选自苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚中的至少一种。

可选地，所述醛类物质选自甲醛、乙醛、丙醛中的至少一种。

可选地，所述银源选自硝酸银、硫酸银、氟化银、高氯酸银、乙酸银中的至少一种。

可选地，所述酸类物质选自盐酸、硫酸、醋酸、草酸、甲酸中的至少一种。

可选地，步骤S2中所述酚类物质与所述醛类物质的摩尔比为1:1.05-1.2。

可选地，所述银源添加量为所述酚类物质质量的0.1％-1％。

可选地，步骤S4中于800-1200℃进行碳化处理包括：以升温速率为5-20℃/min升温至800-1200℃。

本发明的另一目的在于提供一种硬炭银复合负极材料，按照如上所述的硬炭银复合负极材料的制备方法进行制备。

本发明的再一目的在于提供一种锂离子电池，包括如上所述的硬炭银复合负极材料。

本发明的有益效果是：