[发明专利]一种锂离子电池负极材料及其制备方法、锂离子电池负极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，包含负极活性材料、导电剂、粘结剂和有机溶剂，所述负极活性材料、导电剂和粘结剂分散在所述有机溶剂中，所述负极活性材料、导电剂、粘结剂的质量分别占所述负极活性材料、导电剂和粘结剂总质量的70%～90%、5%～20%和5%～10%，所述有机溶剂的质量占所述锂离子电池负极材料总质量的30%～70%，所述负极活性材料包括Li₄Ti₅O₁₂颗粒和过渡金属氧化物颗粒，所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒分布在所述过渡金属氧化物颗粒的表面或者环绕在所述过渡金属氧化物颗粒的周围，或者所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒分布在所述过渡金属氧化物颗粒的表面和环绕在所述过渡金属氧化物颗粒的周围，所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒的质量占所述负极活性材料质量的50%～95%，所述过渡金属氧化物颗粒包括氧化镍颗粒、三氧化二铁颗粒、四氧化三铁颗粒、二氧化钛颗粒和四氧化三钴颗粒中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述过渡金属氧化物颗粒之间分布有所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒。

3.如权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述导电剂为石墨、炭黑或碳纤维；所述粘结剂为聚偏氟乙烯或环氧树脂；所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-2-甲基吡咯烷酮、丙酮、四氢呋喃和甲醇中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒的粒径为1～3nm。

5.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将负极活性材料、导电剂、粘结剂与有机溶剂混合，搅拌后制得锂离子电池负极材料；

所述负极活性材料、导电剂和粘结剂分散在所述有机溶剂中，所述负极活性材料、导电剂、粘结剂的质量分别占所述负极活性材料、导电剂和粘结剂总质量的70%～90%、5%～20%和5%～10%，所述有机溶剂的质量占所述锂离子电池负极材料总质量的30%～70%，所述负极活性材料包括Li₄Ti₅O₁₂颗粒和过渡金属氧化物颗粒，所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒分布在所述过渡金属氧化物颗粒的表面或者环绕在所述过渡金属氧化物颗粒的周围，或者所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒分布在所述过渡金属氧化物颗粒的表面和环绕在所述过渡金属氧化物颗粒的周围，所述Li₄Ti₅O₁₂颗粒的质量占所述负极活性材料质量的50%～95%，所述过渡金属氧化物颗粒包括氧化镍颗粒、三氧化二铁颗粒、四氧化三铁颗粒、二氧化钛颗粒和四氧化三钴颗粒中的一种或几种。

6.如权利要求5所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为将所述粘结剂加入到有机溶剂中，在真空搅拌机中搅拌1～4小时，再加入所述导电剂，继续搅拌1～4小时后再加入Li₄Ti₅O₁₂，搅拌1～4小时，最后加入所述过渡金属氧化物，搅拌1～4小时，得到锂离子电池负极材料。

7.如权利要求5所述的一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述的四次搅拌过程中的温度均为0℃～50℃，搅拌速度均为自转2500～3500rpm，公转30～50rpm。

8.如权利要求5所述的一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述导电剂为石墨、炭黑或碳纤维；所述粘结剂为聚偏氟乙烯或环氧树脂；所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-2-甲基吡咯烷酮、丙酮、四氢呋喃和甲醇中的一种或几种。