复合物负极材料及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种复合物负极材料及其制备方法、锂离子电池，该制备方法包括：提供气态锂和第一原始负极材料；将所述气态锂均匀掺杂到所述第一原始负极材料中，获得复合物负极材料。通过上述方式，本发明专利技术能够显著改善锂离子电池的循环性能。 1

Composite negative electrode material and its preparation method, lithium ion battery

The invention discloses a composite negative electrode material and a preparation method and lithium ion battery. The preparation method includes providing gaseous lithium and first original negative electrode material, adding the gaseous lithium to the first original negative material and obtaining the composite negative material. By this way, the cycle performance of the lithium ion battery can be significantly improved. One

【技术实现步骤摘要】
复合物负极材料及其制备方法、锂离子电池
本专利技术涉及锂电池
，特别是涉及一种复合物负极材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
随着数码产品如手机、笔记本电脑等的广泛使用，锂离子电池由于具有比容量大、充放电效率高、循环性能好和成本低等优势而在这类产品中得到广泛应用。负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，影响着锂离子电池的比能量及循环寿命，一直是锂离子电池研究的重点。负极材料预嵌锂是提升锂离子电池性能的重要手段。目前负极材料预嵌锂一般以锂金属为锂源，使用具有通孔的金属箔为集流体，将锂金属放置于负极相对的位置，通过短接锂金属与负极，利用锂金属与负极之间的电势差放电从而将锂嵌入负极中。该方法可得到能量密度和输出密度高的大容量大型蓄电装置。然而，本申请的专利技术人在长期的研发过程中发现，现有技术中负极材料预嵌锂的方法中，锂只能嵌在负极材料的表面，并不能由内而外得均匀的与负极材料结合在一起，进而所制备得到的电池首次充放电效率并不理想。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种复合物负极材料及其制备方法、锂离子电池，能够显著改善锂离子电池的循环性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种复合物负极材料的制备方法，所述方法包括：提供气态锂和第一原始负极材料；将所述气态锂均匀掺杂到所述第一原始负极材料中，获得复合物负极材料。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种复合物负极材料，所述复合物负极材料由上述复合物负极材料的制备方法制备而成。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种锂离子电池，所述锂离子电池的负极包括上述的复合物负极材料。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术复合物负极材料的制备方法包括：提供气态锂和第一原始负极材料；将气态锂均匀掺杂到所述第一原始负极材料中，获得复合物负极材料。本专利技术将气态锂均匀掺杂到第一原始负极材料中，使得锂元素能够均匀得分布在整个复合物负极材料当中，从而在将所制备得到的复合物负极材料运用到锂离子电池当中时，能够大大降低不可逆充电锂的消耗，提升首次充放电效率，并显著改善锂离子电池的循环性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本专利技术复合物负极材料的制备方法一实施方式的流程示意图；图2是本专利技术复合物负极材料的制备方法另一实施方式的流程示意图；图3是本专利技术复合物负极材料的制备方法又一实施方式的流程示意图；图4是实施例1中复合物材料的X射线衍射图；图5是实施例1中用于锂离子电池的复合物负极材料的扫描电镜图；图6是实施例2中用于锂离子电池的复合物负极材料的充放电曲线图；图7是对比例中制得的SiO材料的X射线衍射图；图8是对比例中制得的SiO负极材料的X射线衍射图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1，图1是本专利技术复合物负极材料的制备方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：步骤S101：提供气态锂和第一原始负极材料；气态锂是指气态的锂单质，可以直接将其他状态(如固态、液态等)的锂单质在一定的条件下转化为气态来获取；也可以将能够反应生成气态锂的物质在相应的反应条件下生成气态锂；或者采用其它的方式，只要能够生成气态锂即可。第一原始负极材料是指通常电池的负极所采用的材料，尤其指锂离子电池的负极所采用的材料。通常采用具有良好的嵌锂效果的材料作为锂离子电池的第一原始负极材料。在一个应用场景中，第一原始负极材料可以为碳基材料、硅基材料、锡基材料等中的至少一种。其中，碳基材料具体可以为人造结晶石墨、天然结晶石墨、无定形硬碳、低结晶软碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电碳黑、石墨烯和纤维碳等中的至少一种；硅基材料具体可以为硅碳、一氧化硅、硅纳米线、硅纳米管、硅薄膜等中的至少一种。第一原始负极材料可以是气态、液态、固态等任何状态的原始负极材料。具体可以直接采用第一原始负极材料本身；或者将采用能够通过一定的条件转化为该气态、液态、固态等任何状态的第一原始负极材料的物质；当然，也可以利用能够通过反应生成第一负极材料的物质，使其在一定条件下反应生成第一负极材料，此处不做限定。步骤S102：将气态锂均匀掺杂到第一原始负极材料中，获得复合物负极材料。在第一原始负极材料为气态时，可将其与气态锂通入一个密闭或开放的空间里，混合均匀后，再经一定的操作使得二者均匀混合后的生成物沉积获得复合物负极材料。具体地，气态锂与第一原始负极材料可通过发生化学反应和/或简单的物理结合等生成复合物负极材料。在一个应用场景中，本实施方式中所形成的复合物负极材料为块状材料。本实施方式中，将气态锂均匀掺杂到第一原始负极材料中，使得锂元素均匀得分布在整个复合物负极材料当中，从而在将所制备得到的复合物负极材料运用到锂离子电池当中时，能够大大降低不可逆充电锂的消耗，提升首次充放电效率，并显著改善锂离子电池的循环性能。其中，在一实施方式中，在步骤S101中，可将锂和/或锂原料置于第一温度、第一负压环境中，以获得气态锂。其中，此处的锂可指任何状态的锂单质。锂原料则指能够在一定条件下转化为锂单质，或者反应生成锂单质的物质，具体可以为为碳、镁、铝、硅、钙、锌、铁中的至少一种与锂盐和/或锂的氧化物所组成的物质。更具体地，可以为上述物质所组成的混合物、化合物、复合物等中的至少一种。第一温度、第一负压环境是指能够使锂或者锂原料保持气态的温度和压力环境。其中，第一温度可以为500-1500℃，具体可以为500℃、700℃、900℃、1100℃、1300℃、1500℃等；第一负压可以为0-5000Pa，具体可以为0Pa、1000Pa、2000Pa、3000Pa、4000Pa、5000Pa等，优选为真空环境。其中，可将锂和/或锂原料在第一温度、第一负压环境中保温1-30h，具体可以为1h、5h、10h、20h、30h等。另外，步骤S101中，在获取第一原始负极材料时，可将第二原始负极材料和/或第二原始负极材料的原料置于第二温度、第二负压环境中，以获得气态的第一原始负极材料和/或处于第二温度和负压环境下的固态的第一原始负极材料。其中，第二原始负极材料是指通过一定的手段能够转化为气态或固态的第一原始负极材料的物质，在一个应用场景中，第二原始负极材料与第一原始负极材料相同。第二原始负极材料的原料是指能够在一定条件下转化为，或者反应生成气态或固态的第一原始负极材料的物质。例如，在第一原始负极材料为一氧化硅时，第二原始负极材料的原料可以为硅和二氧化硅，二者发生反应能够生成一氧化硅；在第一原始负极材料为硅单质时，第二原始负极材料的原料可以为硅烷，通过硅烷裂解即可生成硅单质。当然，第一原始负极材料不限于这两种，第二原始负极材料的原料也不做限定。第二温度、第二负压环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合物负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

【技术特征摘要】
1.一种复合物负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供气态锂和第一原始负极材料；将所述气态锂均匀掺杂到所述第一原始负极材料中，获得复合物负极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述气态锂均匀掺杂到所述第一原始负极材料中，获得复合物负极材料后，包括：对所述复合物负极材料进行第一处理，以获得用于锂离子电池的复合物负极材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一处理为粉碎、分级、包覆、烧成中的至少一种；其中，所述粉碎为球磨粉碎、气流粉碎、破碎、球形化粉碎中的至少一种；所述复合物负极材料经过所述分级后的平均粒径为1-100μm，平均比表面积为1-120m2/g；所述包覆为气相包覆、液相包覆及固相包覆中的至少一种；所述烧成的温度为500-1100℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供气态锂和第一原始负极材料，包括：将单质锂和/或锂原料置于第一温度、第一负压环境中，以获得所述气态锂，将第二原始负极材料和/或所述第二原始负极材料的原料置于第二温度、第二负压环境中，以获得气态的第一原始负极材料和/或处于第二温度和负压环境下的固态的第一原始负极材料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述锂原料为碳、镁、...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞春雷，石晓太，任建国，黄友元，
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