【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池领域，特别涉及一种功能材料及其制备方法、负极片、电池。
技术介绍
1、锂离子电池具有高电压、高能量密度和循环寿命长等优势，成为最具应用和发展前景的二次电池之一。但随着便携式电子设备智能化、微型化、长待机、长使用时间的不断发展，以及动力汽车等大功率、高能量设备的使用，都对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求。对于负极片来说，在电池的首次充电过程中都会由于固体电解质膜(sei膜)的形成而消耗部分锂，由此而造成正极材料锂的损失，从而降低了电池的容量，造成首次效率的降低。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种功能材料及其制备方法、负极片、电池，该功能材料可以应用于锂离子电池的负极片中起到较好的补锂效果。
2、第一方面，本申请实施例提供一种功能材料，所述功能材料呈颗粒状，所述功能材料包括碳基稳定材料以及分散于所述碳基稳定材料内部的一个或多个锂活化剂颗粒，所述锂活化剂颗粒包括锂化碳基材料，所述锂化碳基材料的结构式为lixc，其中，x为0～1。
3、在一些实施例中，所述功能材料的粒径d50为1μm～40μm；和/或
4、所述锂活化剂颗粒的粒径d50为50nm～5μm；和/或
5、所述碳基稳定材料包括硬碳、软碳、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种，所述碳基稳定材料的粒径d50为10nm～1μm；和/或
6、所述碳基稳定材料与其内部的一个或多个锂活化剂颗粒的质量比为(1～10):100；和/或
7、所述锂化
8、在一些实施例中，所述金属锂颗粒的粒径d50为2nm～1μm；和/或
9、所述碳基材料包括硬碳、软碳、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种，所述碳基材料的粒径d50为10nm～1μm。
10、在一些实施例中，所述碳基稳定材料内含有一个锂活化剂颗粒，所述碳基稳定材料包覆于所述锂活化剂颗粒的外表面形成包覆层，所述包覆层的厚度为50nm～1μm。
11、第二方面，本申请实施例提供一种功能材料的制备方法，包括：
12、对金属锂颗粒和碳基材料进行混合，在混合的同时对金属锂颗粒和碳基材料的混合物进行加热，金属锂颗粒和碳基材料之间发生锂化反应后得到锂活化剂颗粒，所述锂活化剂颗粒包括锂化碳基材料，所述锂化碳基材料的结构式为lixc，其中，x为0～1；
13、对锂活化剂颗粒和碳基稳定材料进行混合，得到功能材料，所述功能材料包括碳基稳定材料以及分散于所述碳基稳定材料内部的一个或多个锂活化剂颗粒。
14、在一些实施例中，所述对金属锂颗粒和碳基材料进行混合，在混合的同时对金属锂颗粒和碳基材料的混合物进行加热包括：在以200rpm/min～1000rpm/min的转速对金属锂颗粒和碳基材料进行搅拌混合的同时，将金属锂颗粒和碳基材料的混合物加热至180℃～500℃，并且在180℃～500℃的温度条件下保持0.5小时～10小时；和/或
15、所述对锂活化剂颗粒和碳基稳定材料进行混合包括：在100rpm/min～500rpm/min的转速条件下对锂活化剂颗粒和碳基稳定材料进行搅拌混合，搅拌时间为1小时～5小时。
16、在一些实施例中，对金属锂颗粒和碳基材料进行混合时，碳基材料和金属锂颗粒的质量比为(5～50):100；和/或
17、对锂活化剂颗粒和碳基稳定材料进行混合时，碳基稳定材料与锂活化剂颗粒的质量比为(1～10):100。
18、第三方面，本申请实施例提供一种负极片，包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一侧的负极涂层，所述负极涂层的内部含有功能材料，和/或，所述负极涂层靠近所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第一功能层，和/或，所述负极涂层背离所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第二功能层，所述功能材料为如上所述的功能材料或者为如上所述的制备方法制得的功能材料。
19、在一些实施例中，当所述负极涂层的内部含有功能材料时，以重量份计，所述负极涂层的材料包括负极主材80～98份、功能材料0.01～20份、导电剂0.5～20份和粘结剂0.5～20份；
20、所述负极主材包括硬碳、软碳、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种；
21、所述导电剂包括乙炔黑、导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；
22、所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
23、在一些实施例中，当所述负极涂层靠近所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第一功能层时，所述第一功能层的厚度为2μm～30μm；和/或
24、当所述负极涂层背离所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第二功能层时，所述第二功能层的厚度为2μm～30μm。
25、第四方面，本申请实施例提供一种电池，包括正极片、隔膜、负极片和电解液，所述负极片为如上所述的负极片。
26、本申请实施例提供的功能材料，包括碳基稳定材料以及分散于碳基稳定材料内部的一个或多个锂活化剂颗粒，锂活化剂颗粒包括锂化碳基材料；该功能材料的锂活化剂颗粒中含有锂元素，因此当功能材料应用于锂离子电池的负极片中时，可以在电池的循环过程中起到补锂效果；由于锂活化剂颗粒的外围包裹有碳基稳定材料，因此碳基稳定材料一方面可以作为锂活化剂颗粒的保护层，隔绝外部环境，防止锂活化剂颗粒内部的锂活性剂与空气中的水氧等组分反应；另一方面碳基稳定材料的导电性能较好，能够为锂离子的传输形成电子离子通道，有利于实现锂离子的脱嵌。
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1.一种功能材料，其特征在于，所述功能材料呈颗粒状，所述功能材料包括碳基稳定材料以及分散于所述碳基稳定材料内部的一个或多个锂活化剂颗粒，所述锂活化剂颗粒包括锂化碳基材料，所述锂化碳基材料的结构式为LixC，其中，x为0～1。
2.根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于，所述功能材料的粒径D50为1μm～40μm；和/或
3.根据权利要求2所述的功能材料，其特征在于，所述金属锂颗粒的粒径D50为2nm～1μm；和/或
4.根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于，所述碳基稳定材料内含有一个锂活化剂颗粒，所述碳基稳定材料包覆于所述锂活化剂颗粒的外表面形成包覆层，所述包覆层的厚度为50nm～1μm。
5.一种功能材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的功能材料的制备方法，其特征在于，所述对金属锂颗粒和碳基材料进行混合，在混合的同时对金属锂颗粒和碳基材料的混合物进行加热包括：在以200rpm/min～1000rpm/min的转速对金属锂颗粒和碳基材料进行搅拌混合的同时，将金属锂颗粒和碳基材料的混合物加热至1
7.根据权利要求5所述的功能材料的制备方法，其特征在于，对金属锂颗粒和碳基材料进行混合时，碳基材料和金属锂颗粒的质量比为(5～50):100；和/或
8.一种负极片，其特征在于，包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一侧的负极涂层，所述负极涂层的内部含有功能材料，和/或，所述负极涂层靠近所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第一功能层，和/或，所述负极涂层背离所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第二功能层，所述功能材料为如权利要求1-4任一项所述的功能材料或者为如权利要求5-7任一项所述的制备方法制得的功能材料。
9.根据权利要求8所述的负极片，其特征在于，当所述负极涂层的内部含有功能材料时，以重量份计，所述负极涂层的材料包括负极主材80～98份、功能材料0.01～20份、导电剂0.5～20份和粘结剂0.5～20份；
10.根据权利要求8所述的负极片，其特征在于，当所述负极涂层靠近所述负极集流体的一侧设有由功能材料形成的第一功能层时，所述第一功能层的厚度为2μm～30μm；和/或
11.一种电池，其特征在于，包括正极片、隔膜、负极片和电解液，所述负极片为如权利要求8-10任一项所述的负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种功能材料，其特征在于，所述功能材料呈颗粒状，所述功能材料包括碳基稳定材料以及分散于所述碳基稳定材料内部的一个或多个锂活化剂颗粒，所述锂活化剂颗粒包括锂化碳基材料，所述锂化碳基材料的结构式为lixc，其中，x为0～1。
2.根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于，所述功能材料的粒径d50为1μm～40μm；和/或
3.根据权利要求2所述的功能材料，其特征在于，所述金属锂颗粒的粒径d50为2nm～1μm；和/或
4.根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于，所述碳基稳定材料内含有一个锂活化剂颗粒，所述碳基稳定材料包覆于所述锂活化剂颗粒的外表面形成包覆层，所述包覆层的厚度为50nm～1μm。
5.一种功能材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的功能材料的制备方法，其特征在于，所述对金属锂颗粒和碳基材料进行混合，在混合的同时对金属锂颗粒和碳基材料的混合物进行加热包括：在以200rpm/min～1000rpm/min的转速对金属锂颗粒和碳基材料进行搅拌混合的同时，将金属锂颗粒和碳基材料的混合物加热至180℃～500℃，并且在180℃～500℃的温度条件下保持0.5小时～10小时；和/...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟雄，王超，李嘉玲，曾汉民，何巍，刘金成，
申请(专利权)人：惠州亿纬动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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