一种复合负极材料及其制备方法与用途技术

技术编号:39817680 阅读:24 留言:0更新日期:2023-12-22 19:36
本发明专利技术提供了一种复合负极材料及其制备方法与用途,所述复合负极材料包括复合颗粒,所述复合颗粒包括硬碳材料和分散在所述硬碳材料中的多个天然石墨尾料的粒子,所述制备方法将天然石墨尾料与硬碳前体混合后进行造球,对所得前驱体进行预氧化处理后,再进行高温炭化处理,得到复合负极材料;通过造球优化石墨尾料与硬碳前体的结合

【技术实现步骤摘要】
一种复合负极材料及其制备方法与用途


[0001]本专利技术属于电池领域,涉及一种复合负极材料及其制备方法与用途


技术介绍

[0002]随着新能源行业的快速发展,电池应用于更多生活

工作等场景,逐渐对电池的负极材料提出了高性能且兼顾低成本的要求

[0003]硬碳,是一种以无定形碳结构组成的新型负极材料,硬碳材料属于难石墨化的无定形碳材料,由石墨微晶无序化排列形成

不同于石墨材料,硬碳层间距大,微孔多,对应地锂离子嵌入脱出储锂活性位点多,且有利于锂离子的快速嵌入与脱出,具有更大的比容量,并且材料在锂离子的反复脱嵌过程中形变应力较小,能够保持结构的稳定性,从而膨胀性能优异

硬碳相比其他材料更适合低温下工作,同时也具有大倍率充放电性能好,循环寿命长等优点

[0004]制备硬碳材料的前驱物来源丰富,广泛使用的低成本方案是使用沥青进行制备,如
CN115974065A
公开的基于芳构化石油沥青制备硬碳材料的方法
CN10本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合负极材料,包括复合颗粒,其特征在于,所述复合颗粒包括硬碳材料和分散在所述硬碳材料中的多个天然石墨尾料的粒子
。2.
根据权利要求1所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合颗粒中,所述硬碳材料为连续相,所述天然石墨尾料的粒子为分散相;优选地,所述硬碳材料为沥青基硬碳材料;优选地,所述复合负极材料中所述天然石墨尾料的
Dv50
粒径为3~5μ
m

BET
比表面积为
10

28m2/g
;优选地,所述复合负极材料中所述硬碳材料的占比为6~
61wt
%,所述复合负极材料的球形度
Swl

0.43

0.96
,所述复合负极材料的
BET
比表面积为
1.8

4.5m2/g
;进一步优选所述复合负极材料中所述硬碳材料的占比为
13

50wt
%,所述复合负极材料的球形度
Swl

0.85

0.94
,所述复合负极材料的
BET
比表面积为
1.9

2.3m2/g
;优选地,所述复合负极材料的
R
值为
0.65

1.05。3.
一种如权利要求1或2所述的复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将天然石墨尾料与硬碳前体混合,再将混合料进行造球,得到前驱体,对所得前驱体先进行预氧化处理再进行高温炭化处理,得到复合负极材料
。4.
根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述天然石墨尾料的
Dv50
粒径为3~5μ
m

BET
比表面积为
10

28m2/g
;优选地,所述硬碳前体包括沥青,进一步优选所述沥青的软化点温度为
180

300℃
;优选地,所述天然石墨尾料与所述硬碳前体的质量比为
1:(0.5

1.5)。5.
根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述混合的温度大于等于所述硬碳前体的软化点温度;优选地,所述混合的温度与所述硬碳前体的软化点温度的差值为
20

30℃
;优选地,所述混合的时间为
0.5

8h
;优选地,所述混合在
200

1200rpm
的搅拌转速下进行;优选地,所述混合在惰性气氛的保护下进行;优选地,所述惰性气氛包括氮气和
/
或氩气;优选地,在所述混合后,所述造球前,对冷却后的混合料进行破碎,再进行造球;优选地,所述破碎后的混合料的粒径为
10

30
μ
m。6.
根据权利要求3‑5任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述造球的方法包括:将所述混合料及分散剂在硅油中进行悬浮造球;优选地,所述混合料

分散剂和硅油的质量比为
1:(0.001

0.01):(80

120)
;优选地,所述硅油为高温硅油,所述高温硅油的闪点温度大于所述硬碳前体的软化点温度;优选地,所述高温硅油的闪点温度与所述硬碳前体的软化点温度的差值为
10

40℃
;优选地,所述悬浮造球的温度与所述混合的温度相同;优选地,所述造球在
100

800rpm
的搅拌转速下进行;优选地,所述造球的时间为
0.5

1.5h。7.
根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁乐蒋朝刘东任李辉
申请(专利权)人:溧阳紫宸新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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