负极材料前驱体、负极材料及其制备方法、负极片及锂离子电池技术

一种负极材料前驱体、负极材料及其制备方法、负极片及锂离子电池,属于锂离子电池技术领域。负极材料前驱体包括碳源、粘接剂和助剂，助剂包括能够溶解粘接剂的消泡剂或脱硫剂。负极材料由负极材料前驱体经造粒后进行石墨化得到，负极材料的压实密度为1.8g/cc～2.2g/cc，负极材料的D50为13μm～18μm。该负极材料前驱体中添加的助剂有利于提高负极材料的长循环性能和快充能力。循环性能和快充能力。循环性能和快充能力。

【技术实现步骤摘要】
负极材料前驱体、负极材料及其制备方法、负极片及锂离子电池


[0001]本申请涉及锂离子电池
，具体而言，涉及一种负极材料前驱体、负极材料及其制备方法、负极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池以其高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优点在3C数码电子产品、电动工具、电动自行车、电动汽车等方面获得广泛的应用。石墨负极材料具有能量密度较高、循环性能较好、制造成本较低等特点，是锂离子电池主流的负极材料。但是现有的石墨负极材料仍然面临着如何进一步提高长循环性能和快充能力的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种负极材料前驱体、负极材料及其制备方法、负极片及锂离子电池，该负极材料前驱体中添加的助剂有利于提高负极材料的长循环性能和快充能力。
[0004]本申请的实施例是这样实现的：
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种负极材料前驱体，包括：碳源、粘接剂和助剂，助剂包括能够溶解粘接剂的消泡剂或脱硫剂。
[0006]在一种可能的实施方案中，消泡剂包括聚醚消泡剂和有机硅消泡剂中的至少一种。
[0007]在一种可能的实施方案中，负极材料前驱体具有如下特征(1)～(5)中的至少一个：
[0008](1)消泡剂含有不饱和脂肪酮基团，粘接剂含有不饱和脂肪酮基团；
[0009](2)聚醚消泡剂包括聚氧丙烯
‑
聚氧乙烯嵌段聚合物；
[0010](3)有机硅消泡剂包括聚硅氧烷；
[0011](4)聚醚消泡剂包括聚醚消泡剂DU113、聚醚消泡剂DU114、聚醚消泡剂DU116和聚醚消泡剂XE
‑
60中的至少一种；
[0012](5)有机硅消泡剂包括有机硅消泡剂DU115、有机硅消泡剂XE
‑
59中的至少一种。
[0013]在一种可能的实施方案中，负极材料前驱体具有如下特征(6)～(11)中的至少一个：
[0014](6)碳源包括油系焦、煤系焦、沥青焦、石墨和无烟煤中的至少一种；
[0015](7)碳源为微粉状，所述碳源的D50为8μm～10μm；
[0016](8)粘接剂包括沥青和树脂类粘结剂中的至少一种。
[0017](9)脱硫剂包括二甲基乙二醇胺；
[0018](10)助剂的质量为所述粘接剂的质量的5％～20％；
[0019](11)碳源、粘接剂和助剂的质量比为71.4
‑
89.5：9.9
‑
23.8：0.5
‑
4.8。
[0020]第二方面，本申请实施例提供一种负极材料，其由第一方面实施例的负极材料前
驱体经造粒后进行石墨化得到，负极材料的压实密度为1.8g/cc～2.2g/cc，负极材料的D50为13μm～18μm。
[0021]第三方面，本申请实施例提供一种负极材料的制备方法，包括：
[0022]将碳源与粘接剂和助剂混合，得到负极材料前驱体；其中，助剂包括能够溶解粘接剂的消泡剂或脱硫剂；
[0023]将负极材料前驱体进行加热造粒，得到二次颗粒；及
[0024]对二次颗粒进行石墨化处理得到负极材料。
[0025]在一种可能的实施方案中，制备方法包括如下特征(12)～(21)中的至少一个：
[0026](12)消泡剂包括聚醚消泡剂和有机硅消泡剂中的至少一种；
[0027](13)碳源包括油系焦、煤系焦、沥青焦、石墨和无烟煤中的至少一种；
[0028](14)碳源为微粉状，碳源的D50为8μm～10μm；
[0029](15)粘接剂包括沥青和树脂类粘结剂中的至少一种；
[0030](16)脱硫剂包括二甲基乙二醇胺；
[0031](17)助剂的质量为粘接剂的质量的5％～20％；
[0032](18)碳源、粘接剂和助剂的质量比为71.4
‑
89.5：9.9
‑
23.8：0.5
‑
4.8；
[0033](19)加热造粒的加热温度为200℃～650℃；
[0034](20)加热造粒的过程伴随搅拌；
[0035](21)石墨化处理的温度为2600℃～3000℃。
[0036]在一种可能的实施方案中，制备方法包括如下特征(22)～(27)中的至少一个：
[0037](22)消泡剂含有不饱和脂肪酮基团，粘接剂含有不饱和脂肪酮基团；
[0038](23)聚醚消泡剂包括聚氧丙烯
‑
聚氧乙烯嵌段聚合物；
[0039](24)有机硅消泡剂包括聚硅氧烷；
[0040](25)聚醚消泡剂包括聚醚消泡剂DU113、聚醚消泡剂DU114、聚醚消泡剂DU116和聚醚消泡剂XE
‑
60中的至少一种；
[0041](26)有机硅消泡剂包括有机硅消泡剂DU115、有机硅消泡剂XE
‑
59中的至少一种。
[0042]第四方面，本申请实施例提供一种负极片，负极片包括第二方面实施例的负极材料或者第三方面实施例的负极材料的制备方法制得的负极材料。
[0043]第五方面，本申请实施例提供一种锂离子电池，其包括第四方面实施例的负极片。
[0044]本申请的技术方案至少具有以下有益效果：
[0045]本申请的负极材料前驱体中含有助剂，助剂包括能够溶解粘接剂的消泡剂或脱硫剂，添加这类助剂能够增加粘接剂的流动性，使得粘接剂在碳源表面均匀分散，减少因粘接剂分散不均匀导致的碳源结块现象，提高造粒效果。
[0046]本申请的负极材料的制备方法中，添加的消泡剂或脱硫剂能够提高造粒效果，从而增大负极材料的粒径。另外，消泡剂还能够消去负极材料制备过程中粘接剂加热炭化产生的气泡，使得二次颗粒结合得更加紧密，减小负极材料的比表面积，从而能够提高负极材料的稳定性。
[0047]本申请的负极材料具有较好的长循环性能和快充性能。
附图说明
[0048]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0049]图1为本申请具体实施方式中的沥青、聚醚消泡剂和有机硅消泡剂的红外测试图；
[0050]图2为本申请具体实施方式中负极材料的制备工艺流程图；
[0051]图3为本申请实施例1的负极材料对应的扣式电池的循环性能图。
具体实施方式
[0052]下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极材料前驱体，其特征在于，包括：碳源、粘接剂和助剂，所述助剂包括能够溶解所述粘接剂的消泡剂或脱硫剂。2.根据权利要求1所述的负极材料前驱体，其特征在于，所述消泡剂包括聚醚消泡剂和有机硅消泡剂中的至少一种。3.根据权利要求2所述的负极材料前驱体，其特征在于，所述负极材料前驱体具有如下特征(1)～(5)中的至少一个：(1)所述消泡剂含有不饱和脂肪酮基团，所述粘接剂含有不饱和脂肪酮基团；(2)所述聚醚消泡剂包括聚氧丙烯
‑
聚氧乙烯嵌段聚合物；(3)所述有机硅消泡剂包括聚硅氧烷；(4)所述聚醚消泡剂包括聚醚消泡剂DU113、聚醚消泡剂DU114、聚醚消泡剂DU116和聚醚消泡剂XE
‑
60中的至少一种；(5)所述有机硅消泡剂包括有机硅消泡剂DU115、有机硅消泡剂XE
‑
59中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的负极材料前驱体，其特征在于，所述负极材料前驱体具有如下特征(6)～(11)中的至少一个：(6)所述碳源包括油系焦、煤系焦、沥青焦、石墨和无烟煤中的至少一种；(7)所述碳源为微粉状，所述碳源的D50为8μm～10μm；(8)所述粘接剂包括沥青和树脂类粘结剂中的至少一种；(9)所述脱硫剂包括二甲基乙二醇胺；(10)所述助剂的质量为所述粘接剂的质量的5％～20％；(11)所述碳源、所述粘接剂和所述助剂的质量比为71.4
‑
89.5：9.9
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23.8：0.5
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4.8。5.一种负极材料，其特征在于，其由权利要求1～4任一项所述的负极材料前驱体经造粒后进行石墨化得到；所述负极材料的压实密度为1.8g/cc～2.2g/cc，所述负极材料的D50为13μm～18μm。6.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括：将碳源与粘接剂和助剂混合，得到负极材料前驱体；其中，所述助剂包括能够溶解所述粘接剂的消泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏路，张帅，何山，廖斌斌，张瑞标，任建国，贺雪琴，
申请(专利权)人：贝特瑞新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：