一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法。锂电池负极材料包括二氧化锆和设于其中的碳颗粒，碳颗粒内设有硅，碳颗粒表面有无定形碳层。本发明专利技术还提供锂电池负极材料的制备方法，包括将硅、碳颗粒和无定形碳原料混合研磨，得硅/碳复合前驱体，然后进行热处理，得到硅/碳复合材料；向锆盐中加入分散剂和嵌段共聚物，得二氧化锆前驱体溶胶；将硅/碳复合材料分散于二氧化锆前驱体溶胶中，得硅/碳/二氧化锆复合前驱体，然后进行煅烧，得锂电池负极材料。本发明专利技术还提供一种锂电池，所述锂电池的负极活性材料为所述锂电池负极材料。本发明专利技术解决了现有锂电池负极材料存在充电过程体积膨胀大，以及充放电循环导致活性材料与集流体分离的问题。离的问题。离的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、寿命长、应用温度区间宽、无记忆性等优异的性能，在如新能源汽车等领域得到了广泛的应用。但是随着消费者对电池产品更长续航等的要求不断提升，研发更大比容量、更高能量密度的电池产品成为当前一个重要的探索方向。当前，限制锂离子电池容量、能量进一步提升的主要因素是：当前主流的石墨类负极材料容量发挥已接近其理论克容量372mAh/g，就材料本身而言，已经难以进一步提升克容量。因此，寻求更高克容量的锂离子电池负极材料成为了研发更大比容量、更高能量密度的电池产品的关键。
[0003]硅因具有4200mAh/g的理论储锂容量、脱/嵌锂电位较低且储量丰富、成本低，获得了广大研究人员的重点关注。然而，目前硅在锂离子电池负极上并没有得到大规模的应用，主要原因是硅在脱/嵌锂过程中存在严重的体积变化。该特性使其在用于负极材料时会从两个方面造成电池容量衰减和循环性能恶化，一方面是材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池负极材料，其特征在于，包括二氧化锆和嵌设于二氧化锆内孔中的碳颗粒，所述碳颗粒的内孔中嵌设有纳米硅，所述碳颗粒的表面包覆有无定形碳层。2.根据权利要求1所述锂电池负极材料，其特征在于，所述负极材料中，按质量百分比计，二氧化锆为5~20%，碳颗粒为50~80%，纳米硅为10~15%，无定形碳层为5~15%。3.根据权利要求1所述锂电池负极材料，其特征在于，所述碳颗粒的粒径为1~10um，所述纳米硅的粒径为10~100nm，所述无定形碳层的厚度≤1um。4.一种如权利要求1至权利要求3任一所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅粉、碳颗粒、无定形碳原料和分散剂混合后进行研磨处理，得硅/碳复合前驱体；在惰性气体保护下，将硅/碳复合前驱体置于温度为500~600℃条件下进行热处理，然后将温度降至室温，研磨得到硅/碳复合材料；向锆盐中加入分散剂和表面活性剂嵌段共聚物，得二氧化锆前驱体溶胶；将硅/碳复合材料分散于二氧化锆前驱体溶胶中，得硅/碳/二氧化锆复合前驱体；将硅/碳/二氧化锆复合前驱体进行煅烧，得锂电池负极材料。5.根据权利要求4所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述将温度降至室温包括程序降温至250℃~350℃后再自然冷却至室温，所述程序降温的速率为4
‑
10℃/min。6.根据权利要求4所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述热处理为在温度为500~600℃条件下保温处理5~7h；所述煅烧的温度为400℃~550℃。7.根据权利要求4所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅粉的粒径在1~4um之间；所述锆盐选自ZrOCl2‑
8H2O、C
24
H
20
O
28
Zr3、C6H8O7Zr、Zr(NO3)4或Zr(NO3)4‑

【专利技术属性】
技术研发人员：向俊明，夏骥，欧梅，牟丽莎，李宗华，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：