【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种储能长寿命负极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、储能技术是构建智能电网，实现可再生能源有效接入，发展分布式发电系统和推动电动汽车发展的关键技术，对于提高能源利用效率，推动清洁能源大规模利用，实现低碳经济具有重要意义，已成为能源科技发展的重要方向。锂离子电池因为具有能量转换效率高、能量高密度化和循环寿命长等优点，正在成为大规模储能系统应用和示范的主要形式。
2、随着储能的快速发展，对锂离子电池的循环寿命提出更高要求，目前储能系统寿命可达20～25年，分解到单体电芯需至少万次循环。磷酸铁锂电池在安全性和寿命方面优势突出，是目前储能领域的首选。磷酸铁锂常温循环容量衰减主要来源于活性锂损失，而正极磷酸铁锂本身比较稳定，循环性能下降的主要原因是负极副反应导致的活性锂损失和循环过程中sei增厚以及电池膨胀力增大导致的阳极动力学下降。因此如何降低负极副反应提升电芯寿命成为行业研究的热点课题。例如专利cn201810140367.1公开了人造石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池负极，该专利对成品石墨进行分级，筛分出平均粒径为1.5～4μm的人造石墨细粉；将人造石墨细粉与煤沥青按1:2.5～1:5.5的质量比混合；将混合物料加入卧式反应釜中在惰性气体保护下造粒，得到平均粒径为4～7.5μm的单颗粒和二次颗粒混合前驱体；将前驱体进行烧结炭化处理，将炭化后得到的二次颗粒石墨进行筛分，得到平均粒径为4～12μm的二次颗粒人造石墨负极材料。
3、以上方案为常规石墨处理工艺，所得石墨特性并
技术实现思路
1、基于上述问题，本专利技术采用特定粒径的一次颗粒石墨烧结成球形的二次颗粒，能够将副反应降到最低，从而提高电池的电芯循环寿命。
2、本专利技术首先提供制备负极材料的方法，所述方法包括由一次颗粒经黏结剂制备得到二次颗粒的步骤；其中，所述一次颗粒的粒径为5～10um，所述二次颗粒的粒径为15～22um；所述黏结剂为树脂或重油，所述负极材料中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(1～10):100。
3、在一个或多个实施方案中，所述方法包括将一次颗粒与黏结剂混合，于惰性气体中进行二次造粒的步骤。
4、在一个或多个实施方案中，所述造粒的温度为500～1500℃。
5、在一个或多个实施方案中，所述造粒的时间为5～10h。
6、在一个或多个实施方案中，所述一次颗粒的粒径为8～9um或5～6um。
7、在一个或多个实施方案中，所述二次颗粒的粒径为18～22um或15～19um。
8、在一个或多个实施方案中，所述黏结剂选自酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂和聚丙烯酸树脂中的一种或多种，优选为酚醛树脂。
9、在一个或多个实施方案中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(2～6):100或(2～4):100。
10、在一个或多个实施方案中，所述造粒的温度为800～1200℃或1000～1500℃。
11、在一个或多个实施方案中，所述造粒的时间为8～10h。
12、本专利技术还提供如本文任一实施方案所述的方法制备得到的负极材料。
13、本专利技术还提供一种负极材料，所述负极材料为二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒和黏结剂；其中，所述一次颗粒的粒径为5～10um，所述二次颗粒的粒径为15～22um；所述黏结剂为树脂或重油，所述负极材料中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(1～10):100。
14、在一个或多个实施方案中，所述一次颗粒的粒径为8～9um或5～6um。
15、在一个或多个实施方案中，所述二次颗粒的粒径为18～22um或15～19um。
16、在一个或多个实施方案中，所述黏结剂为酚醛树脂。
17、在一个或多个实施方案中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(2～6):100或(2～4):100。
18、本专利技术还提供一种负极极片，所述负极极片含有如本文任一实施方案所述的负极材料。
19、在一个或多个实施方案中，所述负极极片的负极材料层中还包括导电剂、粘结剂和任选的增稠剂。
20、在一个或多个实施方案中，所述导电剂含有导电碳黑。
21、在一个或多个实施方案中，所述粘结剂含有丁苯橡胶。
22、在一个或多个实施方案中，所述增稠剂含有羧甲基纤维素钠。
23、在一个或多个实施方案中，所述负极极片中，以负极材料层总重计，所述负极材料的质量百分比为90～98wt％或95～98wt％。
24、在一个或多个实施方案中，所述负极极片中，以负极材料层总重计，所述导电剂的质量百分比为0.5～5wt％或1.0～1.5wt％。
25、在一个或多个实施方案中，所述负极极片中，以负极材料层总重计，所述粘结剂的质量百分比为1.5～4wt％或1.5～2wt％。
26、在一个或多个实施方案中，所述负极极片中，以负极材料层总重计，所述增稠剂的质量百分比为0.5～5wt％或0.5～1.0wt％。
27、本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池含有如本文任一实施方案所述的负极材料和/或负极极片。
28、在一个或多个实施方案中，所述锂离子电池在25℃1p/1p 100％ dod条件下，循环1000圈后，容量保持率≥97％或98％。
29、在一个或多个实施方案中，循环1200圈后，容量保持率≥98％或99％。
30、本专利技术还提供制备循环性能提高的锂离子电池的方法，所述方法包括如本文任一实施方案所述的方法的步骤。
31、本专利技术还提供如本文任一实施方案所述的负极材料在提高锂离子电池的循环性能中的应用。
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1.制备负极材料的方法，其特征在于，所述方法包括由一次颗粒经黏结剂制备得到二次颗粒的步骤；其中，所述一次颗粒的粒径为5～9um，所述二次颗粒的粒径为15～22um；所述黏结剂为树脂或重油，所述负极材料中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(1～10):100。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法包括将一次颗粒与黏结剂混合，于惰性气体中进行二次造粒的步骤；其中：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一种或多种特征：
4.权利要求1～3中任一项所述的方法制备得到的负极材料。
5.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料为二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒和黏结剂；其中，所述一次颗粒的粒径为5～9um，所述二次颗粒的粒径为15～22um；所述黏结剂为树脂或重油，所述负极材料中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(1～10):100。
6.如权利要求5所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料具有以下一种或多种特征：
7.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片的负极材料层中含有如权利要求4-6中任一项所述的
8.如权利要求的7所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片具有以下一种或多种特征：
9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池含有如权利要求4-6中任一项所述的负极材料或如权利要求7或8所述的负极极片。
10.如权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池在25℃1P/1P 100％DOD条件下，循环1000圈后，容量保持率≥97％。
11.制备循环性能提高的锂离子电池的方法，其特征在于，所述方法包括如权利要求1-3中任一项所述的方法的步骤。
12.权利要求4-6中任一项所述的负极材料在提高锂离子电池的循环性能中的应用。
...【技术特征摘要】
1.制备负极材料的方法，其特征在于，所述方法包括由一次颗粒经黏结剂制备得到二次颗粒的步骤；其中，所述一次颗粒的粒径为5～9um，所述二次颗粒的粒径为15～22um；所述黏结剂为树脂或重油，所述负极材料中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(1～10):100。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法包括将一次颗粒与黏结剂混合，于惰性气体中进行二次造粒的步骤；其中：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一种或多种特征：
4.权利要求1～3中任一项所述的方法制备得到的负极材料。
5.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料为二次颗粒，所述二次颗粒包括一次颗粒和黏结剂；其中，所述一次颗粒的粒径为5～9um，所述二次颗粒的粒径为15～22um；所述黏结剂为树脂或重油，所述负极材料中，所述一次颗粒和黏结剂的质量比为(1～10):100。
...【专利技术属性】
技术研发人员：高纪凡，霍涛涛，刘红红，占莎，蒋治亿，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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