[实用新型]一种石墨负极材料、负极极片及锂离子电池

说明书

本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种石墨负极材料，包括天然石墨球基体，于天然石墨球基体上的表面官能团位置处和表面缺陷位置处包覆有氧化物层，于天然石墨球基体的表面除设置氧化物层位置处外以及氧化物层的表面均包覆有沥青炭化物层或酚醛树脂炭化物层。本实用新型还提供一种负极极片，包括负极集流体，负极集流体表面上涂覆有石墨负极材料层，石墨负极材料层包括上述任意一项的石墨负极材料。本实用新型还提供一种锂离子电池，包括正极极片，还包括上述的负极极片。本实用新型提仅在天然石墨球基体的表面官能团位置处和表面缺陷位置处包覆有氧化物层，不会造成天然石墨表面的全部包覆，对锂离子脱嵌和电子导出影响较小。

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种石墨负极材料、负极极片及锂离子电池。

背景技术

目前，锂电池负极材料主要使用是石墨，而石墨分为人造石墨和天然石墨；人造石墨表面官能团和缺陷少，因此循环寿命好，但是价格昂贵，容量偏低；天然石墨虽然价格便宜，容量高，但是表面官能团和缺陷多，造成和有机电解液副反应多，因此循环寿命差，电池胀气严重，尤其是高温下的循环和存储能力差。

为了解决天然石墨的使用问题，现在的主要解决方案是在天然石墨表面包覆上沥青或者酚醛树脂等有机物，再高温炭化，形成导电硬碳在天然石墨表面，降低表面的缺陷和官能团，提升电池寿命和高温性能；公开号为CN1278437C的专利通过深度聚合得到高固含量沥青，所述高固含量沥青能实现高比例包覆；公开号为CN1691374A的专利采用深度聚合在天然石墨表面得到微胶囊化的包覆层；这两种改性方法虽然使天然石墨的电化学性能得到很大的提高，但是这两种改性方法的包覆都非常不均匀，包覆的碳层也不够致密，包覆后的石墨颗粒容易粘结并在以后的粉碎处理中容易造成包覆层的脱落破损，很难均匀覆盖石墨表面所有功能团和缺陷，而电解液仍然可以渗透过包覆层接触到石墨表面，导致电池循环寿命和高温性能差，电池胀气严重。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种石墨负极材料、负极极片及锂电池，能够更好的减少天然石墨表面的缺陷和官能团，提升电池性能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种石墨负极材料，该石墨负极材料包括天然石墨球基体，于所述天然石墨球基体上的表面官能团位置处和表面缺陷位置处包覆有氧化物层，于所述天然石墨球基体的表面除设置氧化物层位置处外以及所述氧化物层的表面均包覆有沥青炭化物层或酚醛树脂炭化物层。

进一步地，所述天然石墨球基体的表面缺陷为凹坑或凸起。

进一步地，所述氧化物层的厚度为0.1~2nm。

进一步地，所述沥青炭化物层或酚醛树脂炭化物层的厚度为1~100nm。

进一步地，所述天然石墨球基体的粒径为500nm~50um。

本实用新型还提供一种负极极片，包括负极集流体，所述负极集流体表面上涂覆有石墨负极材料层，所述石墨负极材料层包括上述任意一项所述的石墨负极材料。

本实用新型还提供一种锂离子电池，包括正极极片，还包括上述的负极极片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型提供的石墨负极材料仅在天然石墨球基体的表面官能团位置处和表面缺陷位置处包覆有氧化物层，不会造成天然石墨球基体表面的全部包覆，对锂离子脱嵌和电子导出有较小影响，以使电极具有较高的可逆容量；

（2）本实用新型提供的石墨负极材料的天然石墨球基体的表面官能团位置处和表面缺陷位置处包覆有氧化物层，避免天然石墨表面的缺陷和官能团与有机电解液接触发生副反应，造成电池的容量损失；