[发明专利]石墨复合负极材料及其制备方法、二次电池在审

专利信息
申请号: 202210726268.8 申请日: 2022-06-24
公开(公告)号: CN115036484A 公开(公告)日: 2022-09-09
发明(设计)人: 王亚雄;万远鑫;孔令涌;贺艳兵 申请(专利权)人: 清华大学深圳国际研究生院;深圳市德方纳米科技股份有限公司
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/587;H01M10/0525
代理公司: 深圳中一联合知识产权代理有限公司 44414 代理人: 曹柳
地址: 518000 广东省深圳市*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 石墨 复合 负极 材料 及其 制备 方法 二次 电池
【权利要求书】:

1.一种石墨复合负极材料,其特征在于,所述石墨复合负极材料为核壳结构,包括石墨内核以及包覆在所述石墨内核外表面的钛酸锂壳层。

2.如权利要求1所述的石墨复合负极材料,其特征在于,所述石墨内核中还包含有硬碳。

3.如权利要求2所述的石墨复合负极材料,其特征在于,所述石墨内核中,所述硬碳和所述石墨的质量比为1:99~20:80。

4.如权利要求2所述的石墨复合负极材料,其特征在于,所述石墨的粒径为3~20μm;

和/或,所述硬碳的粒径为0.5~10μm;

和/或,所述石墨的比表面积为0.5~30m2/g;

和/或,所述硬碳的比表面积为1~50m2/g;

和/或,所述硬碳的层间距为0.37~0.42nm;

和/或,所述硬碳的拉曼光谱中D峰和G峰面积之比为0.2~5。

5.如权利要求1~4任一项所述的石墨复合负极材料,其特征在于,所述石墨复合负极材料中,还包括二氧化钛壳层,所述二氧化钛壳层包覆于所述钛酸锂壳层的外表面;

和/或,所述二氧化钛壳层包覆于所述石墨内核的外表面,且位于所述石墨内核与所述钛酸锂壳层之间。

6.如权利要求5所述的石墨复合负极材料,其特征在于,所述石墨复合负极材料中,所述钛酸锂壳层的质量百分含量为5~20%;

和/或,所述石墨复合负极材料中,所述二氧化钛壳层的质量百分含量为0.1~8%;

和/或,所述石墨复合负极材料中,所述二氧化钛壳层与所述钛酸锂壳层的质量之比为1:(2~15)。

7.如权利要求5所述的石墨复合负极材料,其特征在于,所述钛酸锂壳层的厚度为5~500nm;

和/或,所述二氧化钛壳层的厚度为1~100nm。

8.一种石墨复合负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

获取石墨内核,将所述石墨内核与有机钛源分散在溶剂中,混合干燥,在所述石墨内核表面形成有机钛源的包覆层,得到第一复合材料;

对所述复合材料进行加热处理,在所述石墨内核表面形成二氧化钛壳层,得到第二复合材料;

将所述第二复合材料与锂源混合后进行煅烧处理,形成钛酸锂壳层包覆在所述石墨内核表面,得到石墨复合负极材料。

9.如权利要求8所述石墨复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述石墨内核还包含有硬碳。

10.如权利要求9所述石墨复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述石墨复合负极材料的所述石墨内核和所述钛酸锂壳层之间还包括二氧化钛壳层;

和/或,得到所述石墨复合负极材料后,还包括在所述钛酸锂壳层的外表面制备二氧化钛壳层的步骤;

和/或,所述加热处理的条件包括:在温度为120~150℃的空气氛围中热处理1~3小时;

和/或,所述煅烧处理的条件包括:在温度为600~800℃的惰性气氛中反应6~10小时。

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