[发明专利]负极活性材料及其制备方法和包含该材料的可充电锂电池

权利要求书

1.一种用于可充电锂电池的负极活性材料，所述负极活性材料包括：

至少一个包括多个片形材料的大体上的球形组装体，所述片形材料能掺 杂和脱掺杂锂，并且所述片形材料被布置成限定中央孔的大体上的球形，

其中，片形材料从由Si基材料、Sn基材料、Al基材料、Ge基材料、它 们的合金以及它们的组合组成的组中选择，

其中，片形材料的平均厚度范围为1μm至30μm，并且片形材料的长宽 比的范围为1至3。

2.如权利要求1所述的负极活性材料，其中，大体上的球形组装体的孔 的平均直径范围为0.1μm至5μm。

3.如权利要求2所述的负极活性材料，其中，球形组装体的孔的平均直 径范围为0.5μm至2μm。

4.如权利要求1所述的负极活性材料，所述负极活性材料包括孔隙率在 20％和80％之间的多个大体上的球形组装体。

5.如权利要求4所述的负极活性材料，其中，所述孔隙率在30％和70％ 之间。

6.如权利要求1所述的负极活性材料，所述的负极活性材料还包括从由 聚酰亚胺、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯 乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及 它们的组合组成的组中选择的聚合物粘合剂。

7.一种制造用于可充电锂电池的负极活性材料的方法，该方法包括以下 步骤：

制备能掺杂和脱掺杂锂的片形材料；

将片形材料和聚合物粘合剂混合以形成混合物；

在400℃或更低的焙烧温度下焙烧所述混合物以形成至少一个其中具有 孔的大体上的球形组装体，

其中，片形材料从由Si基材料、Sn基材料、Al基材料、Ge基材料、它 们的合金以及它们的组合组成的组中选择，

其中，片形材料的平均厚度范围为1μm至30μm，并且片形材料的长宽 比的范围为1至3。

8.如权利要求7所述的方法，其中，在将所述片形材料和所述聚合物粘 合剂混合的过程中，还添加另外的聚合物粘合剂。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述聚合物粘合剂在400℃或更低 的温度下挥发。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述聚合物粘合剂在150℃至400 ℃下挥发。

11.如权利要求7所述的方法，其中，所述聚合物粘合剂从由丙烯酸酯 类聚合物、丁二烯类橡胶以及它们的组合组成的组中选择。

12.如权利要求8所述的方法，其中，所述另外的聚合物粘合剂从由聚 酰亚胺、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙 烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及它 们的组合组成的组中选择。

13.如权利要求7所述的方法，其中，所述能掺杂和脱掺杂锂的片形材 料和聚合物粘合剂以95∶5和50∶50之间的重量比存在。

14.一种可充电锂电池，包括：

具有负极活性材料的负极，所述负极活性材料包括至少一个包括多个片 形材料的球形组装体，所述片形材料能掺杂和脱掺杂锂，并且所述片形材料 被布置成限定中央孔的大体上的球形组装体；

包含正极活性材料的正极，所述正极活性材料能可逆地嵌入和脱嵌锂离 子；

电解质，

其中，片形材料从由Si基材料、Sn基材料、Al基材料、Ge基材料、它 们的合金以及它们的组合组成的组中选择，

其中片形材料的平均厚度范围为1μm至30μm，并且片形材料的长宽比 的范围为1至3。

15.如权利要求14所述的可充电锂电池，其中，球形组装体的孔的平均 直径范围为0.1μm至5μm。

16.如权利要求14所述的可充电锂电池，其中，所述组装体的孔隙率在 20％和80％之间。

17.如权利要求14所述的可充电锂电池，还包括从由聚酰亚胺、聚乙烯 醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯 烷酮、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及它们的组合组成的 组中选择的聚合物粘合剂。