[发明专利]一种负极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种负极材料及其制备方法和应用。本发明的负极材料的制备方法，包括以下步骤：将硅粉、二氧化钛和沥青的混合物进行热处理和粉碎处理，得到包覆料，将所述包覆料与石墨的混合物进行造粒和碳化处理。该方法简单易行，得到的负极材料循环性能优异，放电容量高。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种负极材料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、安全性能好、无污染等优点被广泛应用与研究。锂离子电池一般由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等组成，其中，负极材料主要是以碳作为材料。但是其理论比容量较低，为372mAh/g，未来发展空间有限，因此对混合负极材料的开发至关重要。

目前市场主流依然以石墨为主，但是石墨本身存在缺陷，副反应多；硅碳负极是锂电池提升能量密度的重要路径，硅的理论比容量为4200mAh/g，是石墨负极的十几倍，其脱锂电位相对较低(0.4V)，但是硅负极在循环过程中体积膨胀大，在满嵌锂后体积膨胀为320％，易在脱嵌锂过程中粉化失效，包覆、碳化技术可以对负极材料进行改性，减少硅负极的膨胀。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种负极材料的制备方法，以解决现有技术中存在的负极材料制得的锂离子电池循环性能和放电容量低等技术问题；该方法简单易行，得到的负极材料循环性能优异，放电容量高。

本发明的另一个目的在于提供一种所述的负极材料的制备方法制备得到的负极材料。

本发明的另一个目的在于提供一种负极片，包括所述的负极材料。

本发明的另一个目的在于提供一种电池，包括所述的负极片。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种负极材料的制备方法，包括以下步骤：

将硅粉、二氧化钛和沥青的混合物进行热处理和粉碎处理，得到包覆料，将所述包覆料与石墨的混合物进行造粒和碳化处理。

优选地，所述硅粉的粒径D50≤0.2μm。

优选地，所述二氧化钛的粒径D50≤0.2μm。

优选地，所述石墨的粒径D50为8～20μm。

优选地，所述硅粉、所述二氧化钛和所述沥青的质量比为(0.1～1):(0.05～0.5):1，优选为(0.3～0.8):(0.1～0.4):1。

优选地，所述石墨与所述包覆料的质量比为1：(0.05～0.15)，优选为1：(0.09～0.12)。

优选地，所述沥青包括石油沥青。

优选地，所述热处理的温度为150～200℃，所述热处理的时间为2～6h。

优选地，所述热处理的温度为180～190℃，所述热处理的时间为3～4h。

优选地，所述粉碎处理粉碎至所述包覆料的粒径D50为1～3μm。

优选地，所述造粒的温度为200～600℃，所述造粒的时间为2～6h。

优选地，所述造粒的温度为300～400℃，所述造粒的时间为3～4.5h。

优选地，所述碳化的温度为1000～1400℃，所述碳化的时间为6～16h。

优选地，所述碳化的温度为1100～1300℃，所述碳化的时间为7～10h。

所述的负极材料的制备方法，所述造粒后得到的物料进行第二粉碎处理。