[发明专利]一种高容量高压实高功率锂离子电池负极材料及负极浆料

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种高容量高压实高功率锂离子电池负极材料及负极浆料，负极材料具有核‑壳结构，其中核材料为人造石墨，壳材料为无定型炭。本发明的核壳结构的负极材料功率高，容量高，容量可达到365mAh/g（0.5C放电），压实密度高，可达到1.65g/cm³以上。此外，本发明负极材料颗粒小，负极材料在集流体上的附着力和均匀性好，将本发明的负极材料作为锂离子电池的负极，能够降低负极材料与铜箔的接触内阻。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种高容量高压实高功率锂离子电池负极材料及负极浆料。

背景技术

随着能源环保意识的逐渐加强，近年来新能源汽车得到了长足的发展。其中，电动汽车是主要方向之一。而在电动汽车的动力电池中，锂离子电池占据了非常重要的地位。

目前市面上锂离子动力电池的负极，其负极材料主要是石墨。

如申请号为201210092946.6的中国发明专利公开了一种锂离子电池负极材料的制备方法，该锂离子电池负极材料通过将石墨碳材料置于等离子体处理装置中进行处理获得。本发明还提供了一种锂离子电池负极及锂离子电池。所获得的锂离子电池负极材料，对电解液具有良好的浸润性。由该锂离子电池负极材料制得的锂离子电池负极的浸润性也得到相应的改善。从而保证在锂离子电池负极的压实密度更高的条件下负极对电解液的浸润程度，达到提高锂离子电池负极石墨碳材料的单位体积填充量，并进而提高锂离子电池能量密度的目的。

现有技术的锂离子动力电池的负极存在负极材料容量低、压实密度低、功率低的缺点，限制了锂离子电池的性能。此外现有的负极材料颗粒大、负极在铜箔上的附着力和均匀性较差的问题，进而会导致电池内阻较高，性能较差的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高容量高压实高功率锂离子电池负极材料及负极浆料。本发明的核壳结构的负极材料功率高，容量高，容量可达到365mAh/g（0.5C放电），压实密度高，可达到1.65g/cm³以上。此外，本发明负极材料颗粒小，负极材料在集流体上的附着力和均匀性好，将本发明的负极材料作为锂离子电池的负极，能够降低负极材料与铜箔的接触内阻。

本发明的具体技术方案为：一种高容量高压实高功率锂离子电池负极材料，所述负极材料呈颗粒状，具有核-壳结构，其中核材料为人造石墨，壳材料为无定型炭。

本发明的核壳结构的负极材料功率高，容量高，容量可达到365mAh/g（0.5C放电），压实密度高，可达到1.65g/cm³（传统负极材料一般为1.3-1.4 g/cm³）以上。此外，本发明负极材料颗粒小，负极材料在集流体上的附着力和均匀性好，将本发明的负极材料作为锂离子电池的负极，能够降低负极材料与铜箔的接触内阻。

负极材料的制备方法包括以下步骤：

1）将马赛克焦与沥青按质量比10-30:1在65-75℃下混合，混合均匀后加热至380-400℃进行热聚合反应3-5h。

2）将步骤1）的产物进行低温处理以去除轻组分，其中温度为380-450℃、真空度为-0.10至-0.08MPa，时间为1-2h。

3）将步骤2）的产物在2600-2800℃下石墨化处理5-10h，得到人造石墨。

4）向所述人造石墨中添加软碳或硬碳，在惰性气体氛围下加入到聚合物前驱体溶液中进行有机液相包覆处理，得到碳聚合物包覆有机复合物，然后在800-1800℃下进行高温煅烧处理，恒温保持6-36h，得到炭包覆负极材料。

5）对所述炭包覆负极材料在惰性气体氛围下进行炭化处理，炭化温度为800-1200℃，炭化时间为4-6h；然后对炭化产物进行粉碎，粉碎后按粒径进行分级，得到负极材料。