本发明专利技术提供了一种锂离子电池负极活性材料前驱体和锂离子电池负极活性材料及其制备方法，所述锂离子电池负极活性材料的制备方法包括将锂离子电池负极活性材料前驱体与石墨在有机溶剂中混合，然后将混合物进行加热，蒸干有机溶剂，然后加热处理，冷却后在还原气氛下进行还原处理，最后在保护气氛下进行碳化处理。采用该方法制备锂离子电池负极活性材料，制备过程中石墨均匀分散，不会出现结块现象，不需要通过后续的球磨处理，工艺更为简单，且锡钴合金颗粒以纳米级包覆在石墨表面，使得制备得到的负极活性材料颗粒均匀，制备得到的负极材料导电性能好，体积比容量高，倍率性能高，循环稳定性强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种裡离子电池负极活性材料前驱体和离子电池负极活性材料及其 制备方法，由该裡离子电池负极活性材料形成的裡离子电池负极材料、含有该裡离子电池 负极材料的裡离子电池负极W及含有该裡离子电池负极的裡离子电池。
技术介绍
随着当今社会便携式可移动电子设备的高速发展，对重量轻、体积小、容量和能量 密度更高的裡离子电池的市场需求越来越大。裡离子电池能否成功应用，关键在于能可逆 地嵌入和脱嵌裡离子的负极材料，因此，负极材料是裡离子电池的主要组成部分，负极材料 的性能直接影响了裡离子电池的性能。 目前商业化裡离子电池都是W碳基材料作为负极的，但由于石墨负极的可逆容 量只有372 mAh/g (LiCe),严重限制了未来裡离子电池的发展，因此，迫切需要一种具 有更高容量的裡离子电池负极材料。研究发现，可与裡形成合金的Sn、Co等具有远高 于石墨负极的理论容量。因此，现有技术中通过制备锡基合金-石墨等复合材料来获得 高容量的裡离子电池负极材料，然而，现有技术中，通常采用一步生成的方法来制备，女口 CN200810203232. 1公开了一种锡-石墨复合负极材料，其制备方法是采用将锡盐的有机溶 液与渐青等有机高分子聚合物混合后加入石墨混合形成凝胶/石墨混合体系，加入碱性物 质，加热干燥于高温下进行热处理，得到裡离子电池负极活性材料；如CN200610020272. 3 公开一种裡离子电池负极用锡碳复合电极材料，其主要是将将石墨材料与換杂锡盐混合后 碱溶液中进行反应，然后用碳源前驱体进行包覆并碳化得到；W上方法均存在加入石墨后 容易结块，需经过后期的研磨，且制备得到的负极活性材料颗粒小，导电性能差。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中制备的锡基合金-石墨复合负极活性材料导电性能差、 制备过程中石墨容易结块的技术问题，同时提供了一种新的前驱体、该前驱体的制备方法、 一种裡离子电池负极活性材料的制备方法、由该方法制备得到的裡离子电池负极活性材料 W及裡离子电池负极。 具体的，本专利技术提出了一种裡离子电池负极活性材料前驱体，该前驱体为核壳结 构，所述核为碳源前驱体，所述壳为SnzCo (OH) 4CO3和/或SnzCo (OH) e。 优选的，所述碳源前驱体为高温煤渐青、石油渐青、酪醒树脂、环氧树脂中的一种。 优选的，所述核的平均粒径为8~18 U m。 优选的，所述壳的平均粒径为2(T40nm。 优选的，所述壳的厚度为8(T200皿。 优选的，所述碳源前驱体、锡和钻的重量比为97^85 :2^10 ;广5。 本专利技术同时提供了一种裡离子电池负极活性材料前驱体的制备方法，该方法包 括： (1) 将经表面改性处理后的碳源前驱体与锡盐溶液、钻盐溶液混合得到混合液，将混 合液与碱溶液接触，同时进行加热并揽拌，得到浆料； (2) 将步骤（1)中的浆料进行干燥处理，得到前驱体固体。 优选的，所述步骤（1)中还包括，在表面改性处理后的碳源前驱体与锡盐溶液、钻 盐溶液混合前，将表面改性处理后的碳源前驱体与水系溶剂、第一分散剂混合制备成乳浊 液Ao 其中步骤（1)中的碳源前驱体的表面改性处理包括；将碳源前驱体与水系溶剂、 娃焼偶联剂W及第二分散剂混合并球磨。优选的，所述碳源前驱体、水系溶剂、娃焼偶联剂 W及第二分散剂的重量比为20~30 ;80~100 ;1~2 ;1~2。 优选的，所述改性后的碳源前驱体与第一分散剂的重量比为1(T15 ;1。 优选的，所述第一分散剂、第二分散剂均为聚己帰化咯焼丽、聚己帰醇、聚己二醇、 聚丙帰醜胺、駿甲基纤维素中的一种或多种。 优选的，所述碱溶液为碳酸氨倭溶液、氨水溶液、尿素溶液中的一种或多种；；优选 的，所述碱溶液为碳酸氨倭溶液；进一步优选的，所述步骤（2)中，混合液与碱溶液接触的 方法为：将碱溶液滴加到混合液中，滴加速度为fTlOml/min ;所述步骤（2)中加热的温度为 60 ~80〇C。 本专利技术进一步提供了一种裡离子电池负极活性材料的制备方法，该方法包括： (1) 将权利要求1所述的前驱体固体溶于有机溶剂中得到乳浊液B ; (2) 将石墨加入乳浊液B中，进行一次加热使有机溶剂挥发，然后进行二次加热使碳 源前驱体烙融，冷却后在还原气氛下还原得到固体粉末； (3) 将固体粉末进行碳化处理得到裡离子电池负极活性材料 其中，所述的有机溶剂为四氯化碳或烙融状态的蔡，且步骤（1)中前驱体固体与有机 溶剂的重量比为1 ;2(T40。 优选的，所述步骤（2)中，一次加热的温度为210~230°C，一次加热的时间为 化~化；二次加热的温度为250~280°C，二次加热的时间为Ih~化。 本专利技术提供了一种裡离子电池负极活性材料，该裡离子电池负极活性材料由W上 方法得到。 本专利技术提供了一种裡离子电池负极材料，该负极材料包括负极活性材料和粘接 剂，其中负极活性材料为W上所述的裡离子电池负极活性材料。 本专利技术进一步提供了一种裡离子电池负极，该负极包括集流体及涂覆和/或填充 于集流体上的负极材料，其中负极材料为W上所述的裡离子电池负极材料。 本专利技术的专利技术人经研究发现，通过在渐青颗粒的表面沉积一层Sn2Co(0H)4C03和 /或Sn2Co (OH) 6颗粒制备得到W渐青为核、W Sn2Co (OH) 4C03和/或Sn2Co (OH) 6为壳的前 驱体，然后将该前驱体包覆在石墨表面，经过还原气氛下进行还原处理W及保护气氛下进 行碳化处理制备得到裡离子电池负极活性材料，制备过程中石墨不会发生结块，且不需要 经过后续的球磨处理也能得到含有纳米级锡钻合金的负极活性材料，所制备得到的裡离子 电池负极活性材料导电性能好，体积比容量高，倍率性能高，循环稳定性强。【附图说明】 附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。[002引图1是实施例1中制备得到的前驱体固体粉末C的扫描电子显微镜（SEM)图。 图2是实施例1中制备得到的固体粉末E的扫描电子显微镜（SEM)图。 图3是实施例中制备得到的固体粉末E经碳化处理后得到的裡离子电池负极活性 材料的扫描电子显微镜（SEM)图。 图4是实施例中制备得到的固体粉末E经碳化处理后得到的裡离子电池负极活性 材料的XRD图。 图5是实施例与对比例制备得到的裡离子电池的循环性能曲线图。【具体实施方式】 W下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。 本专利技术提供了一种裡离子电池负极活性材料前驱体，该负极活性材料前驱体为核 壳结构，所述核为碳源前驱体，所述壳为SnzCo (OH) 4〇)3和/或SnzCo (OH) e。该负极活性材料 前躯体的核为碳源前驱体的一次颗粒，所述核的平均粒径为扩18 U m，该负极活性材料前驱 体的壳结构为SnzCo (OH) 4CO3颗粒和/或SnzCo (OH) e颗粒，所述壳的平均粒径为20~40nm ;壳 的厚度为8(T200nm。 其中所述碳源前驱体为高温煤渐青、石油渐青、酪醒树脂、环氧树脂中的一种；优 选采用高温煤渐青。 优选的，所述碳源前驱体、锡和钻的重量比为97^85 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池负极活性材料前驱体，其特征在于，该负极活性材料前驱体为核壳结构，所述核为碳源前驱体，所述壳为Sn2Co(OH)4CO3和/或Sn2Co(OH)6。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张开，刘会权，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。