[发明专利]高稳定性锂电池负极活性材料及锂电池负极、锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及高稳定性锂电池负极活性材料及锂电池负极、锂电池。

背景技术

作为一种环境友好的高能量密度二次电源，锂离子电池已在笔记本电脑、手机等小型便携式设备中得到广泛应用。相比于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、对环境的污染小等优点。随着现代社会的快速发展，能源短缺和环境污染问题日显严重，锂离子电池在电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、太阳能和风能储存和转换、移动式电动工具、中等功率家用电器等需要高功率密度和高能量密度电源的使用需求日益迫切。正、负极材料对锂离子电池的性能起到关键作用，而目前商业锂离子电池由于其正极材料LiCoO₂和负极材料石墨碳的容量局限性(其理论容量分别约为140mAh/g和372mAh/g)，距上述高功率密度和高能量密度电源的要求还有较大的距离。作为负极材料的石墨碳，其密度只有2.2～2.4g/cm³，这在相当程度上降低了电池的体积容量，对大型高功率密度电池尤为不利。

Sn和Sn的化合物具有数倍于商业碳的理论储锂容量，Sn的化合物不仅具有高容量的特性，它的密度(～6.0g/cm³)远比碳的高，因而其作为锂离子电池负极材料在提高电池的体积容量密度上极具优势，尤其对于大型车用等高容量电池有非常重大意义。但Sn在嵌锂和脱锂过程中发生的体积膨胀可达到300％，这使其循环稳定性较差。由于在嵌锂过程中产生的Li₂O在一定程度上对Sn在脱嵌锂过程中的体积膨胀起到缓解作用，因而相比于Sn金属，锡的化合物的循环稳定性稍好，但这还不足以获得满足使用要求的循环稳定性。因而寻求简单的方法制备兼具高容量密度和长寿命的锡的化合物负极材料对于实现其在锂离子电池中的应用，生产高性能的锂离子电池极其重要。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一是提供高稳定性锂电池负极活性材料，该高稳定性锂电池负极活性材料具有容量高、循环稳定性好的特点。

本发明的第二个目的是提供一种锂电池负极。

本发明的第三个目的是提供一种锂电池。

为了实现上述目的，本发明提供一种高稳定性锂电池负极活性材料，包含以下物质：SnS₂/C、LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂、多孔碳，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6，所述SnS₂/C为负载硫化锡纳米颗粒的石墨烯。

一种锂电池负极，包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，所述负极活性物质为上述高稳定性锂电池负极活性材料。

一种锂电池，包括正极、隔膜、电解液和负极，所述负极为上述锂电池负极。

通过上述技术方案，本发明中多孔碳能够有效抑制SnS₂/C在充放电过程中的体积膨胀，提高电池的稳定性；此外多孔碳的孔穴能够为电子和离子的迁移提供通道，减少点活性物质由于穿梭效应造成的损耗，进一步提高电池的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供一种高稳定性锂电池负极活性材料，包含以下物质：SnS₂/C、LiNixCoyMn1-x-yO₂、多孔碳，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.6。