[发明专利]负极活性材料,其制备方法和可再充电锂电池

权利要求书

1.一种用于可再充电锂电池的负极活性材料，所述负极活性材料包括：

设置为吸收和释放锂的石墨芯，所述石墨芯包括孔隙，所述孔隙从所述 石墨芯的外表面延伸至所述石墨芯内部；和

容纳于所述孔隙中的硅纳米粒子和硬碳，

其中所述硅纳米粒子被所述硬碳包围，所述硬碳进一步被所述石墨芯包 围。

2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述石墨芯包括成团的 片状石墨粉或块状石墨粉。

3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述石墨芯包括成团的 1～15μm的细石墨粉。

4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述石墨芯由成团的片 状石墨粉或块状石墨粉形成。

5.根据权利要求3所述的负极活性材料，其中所述孔隙包括所述细石 墨粉的团块。

6.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述孔隙包括发泡剂。

7.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述孔隙包括管状或板 状。

8.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述孔隙包括在所述石 墨芯内部的网状网络。

9.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述孔隙的孔隙率为所 述负极活性材料总体积的10～50％。

10.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述硅纳米粒子的平均 粒径小于600nm。

11.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中以全部负极活性材料计， 所述硅纳米粒子的含量高于5wt％。

12.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述硬碳位于使所述硅 纳米粒子与所述孔隙的内表面隔开的位置。

13.根据权利要求12所述的负极活性材料，其中所述硅纳米粒子位于 所述孔隙的内表面上。

14.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述负极活性材料进一 步包括覆在所述石墨芯外表面上的硬碳。

15.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述硬碳占所述负极活 性材料的10～15wt％。

16.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述石墨芯的外表面包 括硬碳和硅纳米粒子。

17.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述负极活性材料的平 均粒径为5～40μm。

18.一种可再充电锂电池，包括：

正极板，包括设置为吸收和释放锂离子的正极活性材料；

负极板，包括设置为吸收和释放锂离子的根据权利要求1-17中任意一 项所述的负极活性材料；

隔板，插入所述正极和负极板之间；和

电解液，设置为传输所述锂离子。

19.一种制造用于锂电池的负极活性材料的方法，所述方法包括：

提供包括孔隙的石墨芯；

将所述石墨芯浸入硅纳米粒子和醇的溶液中，并通过毛细管作用将硅纳 米粒子散布到所述孔隙内；

将硬碳散布到所述孔隙，和通过混合沥青碳和所述孔隙内散布有所述硅 纳米粒子的石墨芯来将硬碳覆于所述石墨芯的外表面，使得所述硅纳米粒子 被所述硬碳包围，所述硬碳进一步被所述石墨芯包围。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述石墨芯通过使片状石墨粉 或块状石墨粉成团而形成。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述将硬碳散布到所述孔隙和 将硬碳覆于所述石墨芯的外表面的步骤包括：

将所述混合物加热到800℃～1000℃持续2～4小时。