[发明专利]负极复合材料及其制备方法，以及锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极复合材料，其包括负极活性材料颗粒，其特征在于，进一步包括包覆于该负极活性材料颗粒表面的掺杂磷酸铝层，该掺杂磷酸铝层的材料是半导体性掺杂的磷酸铝。

2.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，该掺杂磷酸铝层在该负极复合材料中的质量百分比为0.1％至3％。

3.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，该掺杂磷酸铝层的材料由化学式Al_1-nM_nPO₄表示，其中M为掺杂元素且价态为+2价或+4价，并且0＜n＜1。

4.如权利要求3所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，0.01≤n≤0.2。

5.如权利要求3所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，所述M为Be、Cd、Ni、Fe、Cu及Mg中的一种或者几种。

6.如权利要求3所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，所述M为V、Nb、Ta、Ti及Zr中的一种或者几种。

7.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，该掺杂磷酸铝层的厚度为5纳米至20纳米。

8.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，该掺杂磷酸铝层为原位生成在该负极活性材料颗粒表面。

9.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，该掺杂磷酸铝层厚度均匀且连续。

10.如权利要求1所述的锂离子电池负极复合材料，其特征在于，所述负极活性材料颗粒为非掺杂钛酸锂颗粒或掺杂钛酸锂颗粒，该掺杂钛酸锂颗粒由化学式Li_(4-g)A_gTi₅O₁₂或Li₄A_hTi_(5-h)O₁₂表示，其中0＜g≤0.33，0＜h≤0.5，A选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡族元素及稀土元素中的一种或多种。

11.一种锂离子电池负极复合材料的制备方法，其包括：

提供三价铝源及掺杂元素源，将该三价铝源和该掺杂元素源加入溶剂中以形成含三价铝离子及掺杂离子的溶液；

将待包覆的负极活性材料颗粒加入该含三价铝离子及掺杂离子的溶液中，形成一混合物；

将磷酸根源溶液加入该混合物进行反应，使该负极活性材料颗粒的表面形成一掺杂磷酸铝层，该掺杂磷酸铝层的材料是半导体性掺杂的磷酸铝；热处理该表面具有掺杂磷酸铝层的负极活性材料颗粒。

12.如权利要求11所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，在所述将待包覆的负极活性材料颗粒加入该含三价铝离子及掺杂离子的溶液的步骤中，进一步控制该负极活性材料颗粒的加入量，使混合物呈糊状。

13.如权利要求11所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，该溶剂为挥发性有机溶剂，该挥发性有机溶剂为乙醇、丙酮、二氯乙烷和氯仿中一种或者几种的混合。

14.如权利要求11所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述三价铝源为硝酸铝或亚硝酸铝。

15.如权利要求11所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂元素源为二价掺杂元素源或四价掺杂元素源。

16.如权利要求11所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸根源溶液包括水及溶解于水的磷酸氨盐或磷酸。

17.如权利要求11所述的锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于，该含三价铝离子及掺杂离子的溶液的体积与该负极活性材料颗粒的体积比为1∶10至1∶40。

18.一种锂离子电池，包括正极以及负极，其特征在于，该负极包括如权利要求1～10所述的负极复合材料。