负极材料、电化学装置制造方法及图纸

本申请涉及负极材料、电化学装置，所述负极材料包括二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒包括人造石墨内核以及位于所述人造石墨内核至少部分表面的天然鳞片石墨包覆层；所述负极材料的耐压度K≥50。本申请的负极材料，能够提高负极材料的比容量，同时还能有效减少负极材料体积膨胀，提高循环性能。提高循环性能。提高循环性能。

【技术实现步骤摘要】
负极材料、电化学装置


[0001]本专利技术涉及负极材料
，尤其涉及负极材料、电化学装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有能量密度高、自放电小、安全性能好、循环寿命长、工作电压高等优点，在消费电子、电动汽车、储能材料等领域有着广泛应用。
[0003]负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能影响锂离子电池的安全性、比容量、倍率性能、循环寿命、高低温性能等关键指标，是锂离子电池的关键材料之一。人造石墨负极材料具有能量密度较高、循环性能较好、制备技术成熟、制造成本较低等特点，是锂离子电池主流的商业化负极材料。但目前石墨负极材料的容量只有355mAh/g左右，很难将其容量继续提升至360mAh/g以上。
[0004]由于天然石墨具有高克容量，所以常见的在人造石墨中掺混部分天然石墨形成复合石墨，使复合石墨的容量＞360mAh/g，但是由于天然石墨自身膨胀大和循环性能差的原因，会使复合石墨膨胀大和循环变差，很难在高端消费类锂电池上的应用。另外，天然石墨本身材料偏软，常规混合工艺得到复合石墨解决不了天然石墨偏软的问题，这就导致复合石墨在高压实下容易出现极片压死现象，导致吸液时间变慢，影响电池整体容量的发挥。
[0005]因此，亟需开发一种负极材料，在提高材料比容量的同时兼具良好的循环性能、倍率性能等。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本申请提供负极材料、电化学装置，本申请的负极材料，能够提高材料的比容量，同时还能有效减少负极材料体积膨胀，提高循环性能。
[0007]第一方面，本申请提供一种负极材料，所述负极材料包括二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒包括人造石墨内核以及位于所述人造石墨内核至少部分表面的天然鳞片石墨包覆层；所述负极材料的耐压度K≥50。
[0008]在一些实施方式中，至少部分的所述天然鳞片石墨镶嵌在所述人造石墨内核的表面。
[0009]在一些实施方式中，所述天然鳞片石墨包覆层的厚度为1μm～4μm。
[0010]在一些实施方式中，所述人造石墨内核的粒径D50满足：6μm≤D50≤10μm。
[0011]在一些实施方式中，所述负极材料的孔隙率为25％～40％。
[0012]在一些实施方式中，以所述负极材料的总质量为100％计，所述天然鳞片石墨的质量百分比为10％～30％。
[0013]在一些实施方式中，所述负极材料的粒径D10满足：5μm≤D10≤10μm。
[0014]在一些实施方式中，所述负极材料的粒径D50满足：10μm≤D50≤15μm。
[0015]在一些实施方式中，所述负极材料的粒径D90满足：17μm≤D90≤25μm。
[0016]在一些实施方式中，通过X射线衍射测试，当所述负极材料的压实密度≥1.75g/
cm3时，所述负极材料的(004)面与(110)面的峰强度比值I
004
/I
110
为5.0～16.0。
[0017]在一些实施方式中，所述负极材料的吸油值≤60mL/100g。
[0018]在一些实施方式中，所述负极材料的振实密度≥0.95g/cm3。
[0019]在一些实施方式中，所述负极材料在64MPa压力下的粉末电导率≥400S/cm。
[0020]在一些实施方式中，所述负极材料的比容量≥360mAh/g。
[0021]第二方面，本申请提供一种电化学装置，所述电化学装置包括第一方面所述的负极材料。
[0022]与现有技术相比，本申请技术方案至少具有以下有益效果：
[0023]本申请提供的负极材料包括二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒包括人造石墨内核以及位于所述人造石墨内核至少部分表面的天然鳞片石墨包覆层，人造石墨内核硬度高，有利于提升负极材料的整体硬度，使得负极材料的耐压度K≥50，能够增强负极材料的整体抗应变能力，在充放电循环过程中有利于保持活性物质颗粒的完整性及稳定性，避免材料在极片高压实密度状态下出现压溃、压死现象，导致负极材料孔隙率变低，进而导致电解液难以进入极片内部而影响电池容量。另外，天然鳞片石墨本身膨胀较小且更易折弯和塑形，其包覆于人造石墨内核表面可以将负极材料比容量提升至360mAh/g以上，同时能有效减少负极材料体积膨胀，保证负极材料的循环性能不受影响；此外，天然鳞片石墨还能够作为导电剂，能够极大提升负极材料粉末电导率，从而能够提升负极材料的快充能力，使得负极材料同时兼顾高能量密度和高快充能力。
附图说明
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]图1为本申请实施例提供的负极材料的制备方法流程图；
[0026]图2为本申请实施例制备的负极材料的结构示意图；
[0027]图3为本申请实施例1制备的负极材料的扫描电子显微镜(SEM)图片。
[0028]附图标记：
[0029]1‑
一次颗粒；
[0030]11
‑
人造石墨内核；
[0031]12
‑
天然鳞片石墨包覆层；
[0032]2‑
二次颗粒。
具体实施方式
[0033]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。
[0034]应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
[0036]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0037]负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能影响锂离子电池的安全性、比容量、倍率性能、循环寿命、高低温性能等关键指标，是锂离子电池的关键材料之一。人造石墨负极材料具有能量密度较高、循环性能较好、制备技术成熟、制造成本较低等特点，是锂离子电池主流的商业化负极材料。但目前石墨负极材料的容量只有355mAh/g左右，很难将其容量继续提升至360mAh/g以上。
[0038]目前，人造石墨与天然石墨复合可以形成复合石墨，这样可以使得复合石墨的容量提升至360mAh/g，但是天然石墨自身膨胀效应大，导致循环性能差，会使得复合石墨的循环性能也变差，复合石墨仍难以实际大规模应用。并且，天然石墨的材质偏软，负极极片在高压实状态下容易出现极片压实现象，导致负极活性材料层吸液时间变慢，影响电池容量的发挥。由此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒包括人造石墨内核以及位于所述人造石墨内核至少部分表面的天然鳞片石墨包覆层；所述负极材料的耐压度K≥50。2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，至少部分的所述天然鳞片石墨镶嵌在所述人造石墨内核的表面。3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如下特征(1)～(2)中的至少一种：(1)所述天然鳞片石墨包覆层的厚度为1μm～4μm；(2)所述人造石墨内核的粒径D50满足：6μm≤D50≤10μm。4.根据权利要求1～3任一项所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的孔隙率为25％～40％。5.根据权利要求1～3任一项所述的负极材料，其特征在于，以所述负极材料的总质量为100％计，所述天然鳞片石墨的质量百分比为10％～30％。6.根据权利要求1～3任一项所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如下特征(1)～(3)中的至少一种：(1)所述负极材料的粒径D10满足：...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏路，黄健，刘若琦，杨书展，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：