[发明专利]一种复合负极材料、负极片及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种复合负极材料、负极片及锂离子电池，包括硅基材料和石墨；所述硅基材料嵌锂20％SOC时的电压Ssubgt;1/subgt;与所述石墨嵌锂20％SOC的电压Gsubgt;1/subgt;的差为Dsubgt;SG1/subgt;，所述Dsubgt;SG1/subgt;的取值范围为：0.02VDsubgt;SG1/subgt;0.15V；所述硅基材料嵌锂80％SOC时的电压Ssubgt;2/subgt;与所述石墨嵌锂80％SOC的电压Gsubgt;2/subgt;的差为Dsubgt;SG2/subgt;，所述Dsubgt;SG2/subgt;的取值范围为：‑0.01VDsubgt;SG2/subgt;0.05V。相比于现有技术，本发明提供的复合负极材料，对硅基材料和石墨的嵌锂电位差进行限定，筛选出初始嵌锂电位值更接近的硅基材料和石墨，由此解决了目前硅基材料与石墨间的嵌锂电位存在较大差异而影响化成阶段成膜的致密性问题。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种复合负极材料、负极片及锂离子电池。

背景技术

负极材料是锂离子电池的非常重要组成部分，其直接影响到锂离子电池的能量密度与电化学性能。优异的负极材料可以提高锂离子电池的可逆容量、循环性能、倍率性能；反之则会造成锂离子性能的衰减，甚至无法工作。

常规的负极材料一般为石墨，但其容量有限，而氧化亚硅材料的容量为1000-1700mAh/g，将氧化亚硅用做电池负极活性材料已成为提升能量密度的一种有效方式。目前业内会采用石墨与氧化亚硅混合的方式进行设计制成负极材料。

但氧化亚硅材料因原料、工艺以及其它物性的不同，不同氧化亚硅材料与锂进行合金化反应电位存有差异；同样的石墨材料因原料、工艺以及其它物性的不同，不同石墨间嵌锂电位存有差异；由此造成了不同的石墨与氧化亚硅同锂反应电位存在差异。而在充电过程中，因为嵌锂电位差异，充电前部分时嵌锂电位高的材料会成为嵌锂反应的主要部分，再充后部分嵌锂电位低的材料贡献主要容量。因此，化成前期，如果氧化亚硅材料嵌锂电位较低，嵌锂反应主要发生在石墨边缘，成膜反应也会偏向于石墨材料，从而导致氧化亚硅材料在化成阶段成膜不足或者不够致密，进而会影响后期循环性能。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种复合负极材料，解决目前硅基材料与石墨间的嵌锂电位存在较大差异而影响化成阶段成膜的致密性问题；使得该复合负极材料具有较好的循环寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合负极材料，包括硅基材料和石墨；

所述硅基材料嵌锂20％SOC时的电压S₁与所述石墨嵌锂20％SOC的电压G₁的差为D_SG1，所述D_SG1的取值范围为：0.02VD_SG10.15V；

所述硅基材料嵌锂80％SOC时的电压S₂与所述石墨嵌锂80％SOC的电压G₂的差为D_SG2，所述D_SG2的取值范围为：-0.01VD_SG20.05V。

优选的，所述硅基材料嵌锂20％SOC时的电压S₁为0.1～0.2V；所述硅基材料嵌锂80％SOC时的电压S₂为0.03～0.08V。

优选的，所述石墨嵌锂20％SOC的电压G₁为0.03～0.1V；所述石墨嵌锂80％SOC的电压G₂为0.008～0.02V。