【技术实现步骤摘要】
固体电解质界面膜包覆负极材料的复合材料、其制备方法及用途
本专利技术属于锂离子电池负极材料领域,涉及一种固体电解质界面膜包覆负极材料的复合材料、其制备方法及用途,尤其涉及一种固体电解质界面膜包覆负极材料的复合材料、其制备方法及使用该复合材料的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有循环寿命长,工作电压高,自放电小,无记忆效应,环境污染小等优点,被广泛应用于便携式电子设备和动力汽车中。当前,为了进一步提高以石墨为负极的锂离子电池的能量密度、循环性能、倍率性能等电化学性能,主要采用包覆改性的方法,常用的包覆材料有硬碳,软炭等。这些包覆手段较好的解决了上述问题,但是均不能有效的解决锂离子电池热失控的问题。据文献报道,电化学反应过程中SEI膜的降解温度较低并且降解会产生一定的热量,往往SEI膜的降解会引发电池内一系列副反应的发生,从而导致锂离子电池的热失控,影响锂离子电池的安全性能,进而危及人身、财产安全。因此,有必要提供一种对石墨进行包覆改性的方法,人为的为负极材料制备一层结构稳定的SEI膜,从而制备出具有较高结构稳定性和热稳定性以及安全性能的固体电解质界面膜包覆的石墨负极材料。CN106450102A公开了一种用于锂硫电池的石墨改性隔膜的制备方法。该专利技术中石墨改性隔膜主要由隔膜基体材料和涂覆在隔膜基体上的石墨改性涂层构成。使用该石墨改性隔膜的锂硫电池在首次放电后在石墨改性隔膜表面形成稳定的SEI膜,抑制了电解液的进一步分解及石墨的剥离,显著提高了锂硫电池的循环性能和倍率性能。但是,此专利中是通过在涂覆的方法制备出一种电池隔膜,然后在电池首次放电中在隔膜上 ...
【技术保护点】
一种固体电解质界面膜包覆负极材料的复合材料,其特征在于,所述负极材料为石墨和/或改性的石墨材料,所述固体电解质界面膜为Al2O3陶瓷膜。
【技术特征摘要】
1.一种固体电解质界面膜包覆负极材料的复合材料,其特征在于,所述负极材料为石墨和/或改性的石墨材料,所述固体电解质界面膜为Al2O3陶瓷膜。2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,以所述复合材料的总质量为100wt.%计,所述固体电解质界面膜的负载量为0.1wt.%~15wt.%,进一步优选为0.1wt.%~5wt.%;优选地,所述固体电解质界面膜的厚度为1nm~1μm;优选地,所述Al2O3陶瓷膜中的Al2O3的种类为α、β、γ、δ、η、θ、κ、ρ、χ中的任意1种或者至少2种的组合物;优选地,所述Al2O3陶瓷膜中的Al2O3的形状为层状、纳米颗粒或片状中的任意1种或者至少2种的组合。3.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述负极材料为人造石墨、天然石墨、改性人造石墨或改性天然石墨中的任意1种或者至少2种的组合物;优选地,所述负极材料的形状为片状、球形或类球形中的任意1种或者至少2种的组合;优选地,所述负极材料的中值粒径为5μm~20μm,进一步优选为10μm~15μm;优选地,所述负极材料的比表面积为1m2/g~50m2/g,进一步优选为1m2/g~15m2/g。4.根据权利要求1-3任一项所述的复合材料,其特征在于,所述复合材料的中值粒径为5μm~20μm,进一步优选为10μm~20μm;优选地,所述复合材料的比表面积为1m2/g~50m2/g,进一步优选为1m2/g~15m2/g。5.如权利要求1-4任一项所述固体电解质界面膜包覆负极材料的复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括固相成膜法、液相成膜法或化学成膜法中的任意1种。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述固相成膜法包括:分别将Al2O3和负极材料按照多批次交替加入到搅拌设备中,以小于300rpm的搅拌速度进行搅拌,制备得到Al2O3陶瓷膜包覆负极材料的复合材料;优选地,液相成膜法包括:(1)以水为溶剂,反应体系pH值控制在2~10的范围内,将Al2O3和/或Al2O3陶瓷的前驱体和负极材料按照多批次交替加入到水中,加入稳定剂,在搅拌速度50rpm~1000rpm的条件下搅拌;(2)干燥,然后热处理,制备得到Al2O3陶瓷膜包覆负极材料的复合材料;优选地,所述化学成膜法为:使铝盐通过化学反应的方法在负极材料表面形成膜,具体包括:(A)将铝盐、分散剂加入到去离子水中,控制体系pH值在5~10的范围内,在搅拌速度50rpm~1000rpm的条件下加入负极材料,升温,然后注入碱性化合物水溶液,在搅拌速度50rpm~1000rpm的条件下反应,形成氧化铝溶胶;(B)干燥,然后热处理,制备得到Al2O3陶瓷膜包覆负极材料的复合材料。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,固相成膜法和液相成膜法中,所用负极材料均为Al2O3,所述Al2O3种类独立地选自α、β、γ、δ、η、θ、κ、ρ、χ中的任意1种或者至少2种的组合物;优选地,液相成膜法和化学成膜法中,所述稳定剂独立地包括聚氧乙烯型或多元醇型非离子表面活性剂中的任意1种或者至少2种的混合物,优选包括羧甲基纤维素钠和/或TritonX-100;优选地,液相成膜法和化学成膜法中,所述稳定剂占反应...
【专利技术属性】
技术研发人员:周成坤,徐涛,周海辉,任建国,黄友元,岳敏,
申请(专利权)人:深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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