[发明专利]负极复合材料及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明涉及一种负极复合材料，包括负极活性物质及与该负极活性物质复合的聚合物，该聚合物由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到，该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种。本发明还涉及一种负极复合材料的制备方法以及锂离子电池。

技术领域

本发明涉及一种负极复合材料及其制备方法以及应用该负极复合材料的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种新型的绿色化学电源，与传统的镍镉电池、镍氢电池相比具有电压高、寿命长、能量密度大的优点。自1990年日本索尼公司推出第一代锂离子电池后，它已经得到迅速发展并广泛用于各种便携式设备。在锂离子电池中，负极材料性能的优劣直接关系到电池的容量、循环性能及安全性能。现有的锂离子电池负极材料有金属氧化物、金属硫化物和碳材料，如石墨、乙炔黑、微珠碳、石油焦、碳纤维、裂解聚合物和裂解碳等，其中碳材料技术最成熟、应用最广泛。碳材料虽然具有循环性能好、脱嵌锂过程中体积变化小等优点，但它们的表面碳原子具有大量的不饱和键，在首次充电时电解液会在它们表面分解，并形成SEI(Solid Electrolyte Interface)膜，使电池首次放电时循环效率较低，首次放电可逆容量较小，从而影响电池整体性能。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够提高锂离子电池首次循环效率的负极复合材料及其制备方法以及应用该负极复合材料的锂离子电池。

一种负极复合材料，包括负极活性物质及与该负极活性物质复合的聚合物，该聚合物由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到，该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种，该有机二胺类化合物的分子通式由式(3)或式(4)表示，其中R₃与R₄为二价有机取代基，

(3)；

(4)。

一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及电解质溶液，该负极包括如所述负极复合材料。

一种所述负极复合材料的制备方法，包括将该马来酰亚胺类单体与该有机二胺类化合物聚合并与该负极活性物质复合，该将该马来酰亚胺类单体与该有机二胺类化合物聚合的方法为：将有机二胺类化合物在有机溶剂中溶解形成二胺溶液；将马来酰亚胺类单体与有机溶剂混合并预加热，形成马来酰亚胺类单体的溶液；以及将二胺溶液加入预加热的马来酰亚胺类单体的溶液中，混合搅拌使反应充分进行，得到所述聚合物。

本发明采用有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到的聚合物，将该聚合物加入到负极材料中，不仅能够提高锂离子电池负极的首次循环效率，还能起到提高电池循环稳定性的作用。

附图说明

图1为本发明实施例3与比较例的锂离子电池的电压容量微分曲线。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的负极复合材料及其制备方法以及应用该负极复合材料的锂离子电池作进一步的详细说明。

本发明实施方式提供一种负极复合材料，包括负极活性物质及与该负极活性物质复合的聚合物，该聚合物由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到。该聚合物可以与该负极活性物质均匀混合，或者包覆于负极活性物质表面。该聚合物在该负极复合材料中的质量百分含量可以为0.01%~10%，优选为0.1%~5%。

该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种。

该马来酰亚胺单体的分子通式可以由式(1)表示。