[发明专利]负极材料及其制备方法、负极极片和电池

权利要求书

1.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

将硅粉在碳氢化合物气体中煅烧，以获得碳包裹硅粉；

制备含有纳米化纤维素和含磷氮盐的纤维素分散液；

将所述碳包裹硅粉与所述纤维素分散液混合，脱水后得到硅-纤维素混合物；

制备含有所述硅-纤维素混合物、锂源以及磷钼化合物的负极材料分散液；

将所述负极材料分散液依次进行喷浆、干燥、研磨、烧结，以得到所述负极材料。

2.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅粉的粒径为0.6～15μm。

3.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，将硅粉在碳氢化合物气体中煅烧，以获得碳包裹硅粉的步骤，包括：

将所述硅粉在所述碳氢化合物气体和惰性气体的混合气体氛围下，于700～950℃烧结1～5h；

再降温至400～700℃，保持1～5h，以获得所述碳包裹硅粉。

4.根据权利要求3所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳氢化合物气体为1～8个C的低碳链气体，所述碳氢化合物气体和所述惰性气体的体积比为(1～5):(5～20)。

5.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，制备含有纳米化纤维素和含磷氮盐的纤维素分散液的步骤，包括：

将所述纳米化纤维素与分散剂溶液混合，进行超声分散和搅拌，再加入所述含磷氮盐，以得到所述纤维素分散液；

其中，所述分散剂溶液包括二甲基甲酰胺、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠以及烷基磺酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，每升所述分散剂溶液与0.01～0.4kg所述纳米化纤维素混合。

7.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述含磷氮盐为磷酸氢铵、磷酸铵、磷酸铵镁、三聚磷酸铵以及聚磷酸铵中的至少一种；所述纳米化纤维素为纤维素纳米晶须、纳米纤丝纤维素、纳纤化纤维素、微纤化纤维素以及纳米细菌纤维素中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米化纤维素的长度为50～500nm，直径为10～100nm。

9.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，将所述碳包裹硅粉与所述纤维素分散液混合，脱水后得到硅-纤维素混合物的步骤，包括：

每升所述纤维素分散液中加入400～800g所述碳包裹硅粉，进行超声分散和搅拌，升温、抽除气体后，在100～110℃下脱水，以得到干燥的所述硅-纤维素混合物。

10.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，制备含有所述硅-纤维素混合物、锂源以及磷钼化合物的负极材料分散液的步骤，包括：

将所述锂源、所述磷钼化合物加入到pH值为3.5～6.5的酸溶液中，以得到改性溶液；

每升所述改性溶液加入1.5～5kg所述硅-纤维素混合物，以得到所述负极材料分散液。

11.根据权利要求10所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源为氢氧化锂、草酸锂、氯化锂、甲酸锂、碳酸锂以及苯基锂中的至少一种；所述酸溶液为硝酸溶液、盐酸溶液或磷酸溶液。

12.根据权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，将所述负极材料分散液依次进行喷浆、干燥、研磨、烧结，以得到所述负极材料的步骤，包括：

使用喷浆机在45～95℃下对所述负极材料分散液进行喷浆，再进行干燥、研磨；

将产物在保护气体中以400～900℃烧结，持续1～5h，降温后球磨细化，以得到所述负极材料。