[发明专利]负极材料及其制备方法、负极极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种负极材料，其特征在于，包括多个第一颗粒和交联聚合物，多个所述第一颗粒通过所述交联聚合物密堆积形成第二颗粒，

其中，所述第一颗粒包括硅内核和壳材料包覆层，所述硅内核与所述壳材料包覆层之间具有空腔。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述交联聚合物包括聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、氟化橡胶、聚胺酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯和聚苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还包括导电添加剂，其中，所述导电添加剂包括石墨烯、碳纳米管、碳纤维和导电碳黑中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，所述第二颗粒中活性物质材料的质量为所述第二颗粒质量的70％～95％，所述交联聚合物的质量为所述第二颗粒质量的1％～20％，所述导电添加剂的质量为所述第二颗粒质量的1％～20％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的负极材料，其特征在于，所述第二颗粒的粒径为5微米～40微米。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的负极材料，其特征在于，所述第一颗粒的粒径为500纳米～2微米，其中，所述硅内核的尺寸为1纳米～500纳米，所述壳材料包覆层的厚度为50纳米～500纳米。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的负极材料，其特征在于，所述硅内核包括纳米硅颗粒，或者所述硅内核包括纳米硅球、硅纳米离子、硅纳米线、硅纳米管中的至少一种团聚而成的二次颗粒。

8.一种制备负极材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过交联聚合物将多个第一颗粒密堆积形成第二颗粒，其中，所述第一颗粒包括硅内核和壳材料包覆层，所述硅内核与所述壳材料包覆层之间具有空腔。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过交联聚合物将多个第一颗粒密堆积形成第二颗粒之前，所述方法还包括：

将硅内核材料与模板材料混合，得到硅内核表面具有模板包覆层第三颗粒；

将所述第三颗粒与壳材料混合，得到所述硅内核表面具有所述模板包覆层和所述壳材料包覆层的第四颗粒；

去除所述第四颗粒中的模板包覆层，得到所述第一颗粒。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述模板材料包括碳材料、氧化物、有机模板剂中的任意一种。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述壳材料包括多孔碳、石墨烯、嵌锂金属、嵌锂合金、钛酸锂、过渡金属氧化物、双金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物和金属磷化物中的至少一种。

12.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的权利要求1至7中任一项所述的负极材料。

13.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括负极极片、正极极片、隔膜、非水电解液和外壳，其中，所述负极极片包括集流体以及涂覆在所述集流体上的权利要求1至7中任一项所述的负极材料。