[发明专利]锂电池的负极材料、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锂电池的负极材料、制备方法和应用，所述负极材料包括含锂硅氧氮的复合负极活性物质、导电剂和粘结剂；所述含锂硅氧氮的复合负极活性物质包括锂硅氧氮与其它负极活性物质的混合物或复合物；所述锂硅氧氮为硅和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物，或者，为硅、碳和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物；其中，0a1，0b1，0c1，0d1；硅分散在化合物Li_aSi_bO_cN_d的基质中，碳包覆在硅或化合物Li_aSi_bO_cN_d的表面，或者包覆在硅和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物的表面；在所述锂硅氧氮中，硅占1wt％～99wt％，锂硅氧氮化合物Li_aSi_bO_cN_d占1wt％～99wt％，碳占0wt％～80wt％。

技术领域

本发明涉及钠电池材料技术领域，尤其涉及一种锂电池的负极材料、制备方法和应用。

背景技术

目前，锂电池是商用电池中能量密度最高的电池，被广泛应用于各种小型电子产品以及电动汽车等。但是近年来，快速发展的电动汽车和储能行业对锂电池的能量密度和循环寿命提出了更高的要求，以致传统的以石墨为负极的锂电池已逐渐无法满足。

为了解决目前市场上锂电池存在的这些问题，很多高校、科研院所和企业都开始着手推进以硅基材料为负极的锂电池的发展。众所周知，硅材料的理论质量比容量为3580mAh/g，远高于石墨(372mAh/g)，目前被认为是下一代高能量密度锂电池核心关心材料。硅基负极材料目前主要包括纳米硅碳、氧化亚硅碳、硅纳米线、无定型硅合金等几个大方向，而目前商业化程度最高的则是纳米硅碳和氧化亚硅碳。二者相比，纳米硅碳的首效较高，但循环性能和膨胀性能均较差，所以在软包、方形电池以及有长循环需求钢壳电池中较难使用，而氧化亚硅碳则具有较好的循环性能和膨胀性能，可使用在各种电池体系中，但存在首效较低的缺点亟待解决。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种钠离子电池锂电池的负极材料及其制备方法和应用，将其替代氧化亚硅或氧化亚硅碳复合负极材料用在锂电池中，可有效提高电池首次效率，从而进一步提高电池的能量密度。

有鉴于此，在第一方面，本发明实施例提供了一种锂电池的负极材料，所述负极材料包括含锂硅氧氮的复合负极活性物质、导电剂和粘结剂；

所述含锂硅氧氮的复合负极活性物质包括锂硅氧氮与其它负极活性物质的混合物或复合物；所述其他负极活性物质包括：天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、软碳、硬碳、碳纤维、多孔碳、炭黑、石墨烯、碳纳米管、钛酸锂、纳米硅、硅碳复合物、氧化亚硅、氧化亚硅碳复合物、单质锡、锡氧化物和锡钴碳中的一种或多种；

所述锂硅氧氮为硅和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物，或者，为硅、碳和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物；其中，0a1，0b1，0c1，0d1；

硅分散在化合物Li_aSi_bO_cN_d的基质中，碳包覆在硅或化合物Li_aSi_bO_cN_d的表面，或者包覆在硅和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物的表面；