【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种锂二次电池负极材料及其制备方法。具体地，本专利技术涉及一种可逆性提高的锂二次电池负极材料及其制备方法，所述锂二次电池负极材料包含突出于负极材料外部的碳纳米管。
技术介绍
1、锂离子电池是目前便携式电子通信设备、电动汽车、储能设备中应用最广泛的二次电池系统。与商用水基二次电池(ni-cd、ni-mh等)相比，这样的锂离子电池具有能量密度和工作电压高以及自放电率相对小等优点，因而受到关注。然而，当考虑便携式设备中更有效的使用时间和电动汽车中的能源特性改善时，电化学特性改善仍然是有待解决的技术问题。因此，目前正在对正极、负极、电解液和隔膜等四种主要原材料进行大量研究和开发。
2、在这些原材料中，表现出优异的容量保持特性和效率的石墨基材料已经商业化用于负极。然而，石墨基材料相对较低的理论容量值(lic6：372mah/g)和较低的放电容量比有些不足以满足市场所需的电池高能量、高功率密度的特性。因此，许多研究人员对元素周期表中的第iv族元素(si、ge、sn)感兴趣，其中特别是si因极高的理论容量(li15si4：3600mah/g)和低工作电压(相对于li/li+～0.1v)特性而作为非常有吸引力的材料备受瞩目。然而，一般的硅基负极材料在循环过程中表现出高达300％的体积变化以及低放电容量比特性，因此存在难以应用于实际电池的缺陷。
3、为了解决这样的问题，中国授权专利cn2006-10170615(byd)中公开了通过包含元素硅、石墨和无定形碳以及所述复合材料包含碳纳米管，可以提高性能，并且韩国
4、因此，需要开发一种能够控制电路径损失以及解决性能劣化问题的技术。
技术实现思路
1、技术问题
2、本实施例旨在提供一种负极材料，由纳米硅和碳组成的负极材料中添加机械强度和电导率优异的线性碳纳米管，通过与负极材料颗粒内部的纳米硅二维物理结合来弥补纳米硅的电导率，从而提高充放电可逆性和膨胀特性。
3、另外，本实施例旨在提供一种负极材料，其形成突出于负极材料外部的碳纳米管，从而提供负极材料颗粒之间的电路径(path)，可以最大限度地减少构建电池电极时额外的碳纳米管的使用量。
4、技术方案
5、根据一个实施例的锂二次电池负极材料，其是包含纳米硅、结晶碳、无定形碳和碳纳米管的锂电池负极材料，所述碳纳米管一端位于负极材料的内部而另一端突出位于外部，突出于所述负极材料外部的碳纳米管的平均长度可以是0.1μm至1μm范围。
6、另外，突出于所述负极材料外部的碳纳米管的平均长度可以是碳纳米管总长度的0.5％至10％范围。
7、还可以包含仅位于所述负极材料内部的碳纳米管。
8、相对于负极材料中包含的结晶碳和无定形碳的总重量，所述碳纳米管含量可以是0.25重量％至1.5重量％范围。
9、所述负极材料的比表面积可以是4m2/g至5.0m2/g范围。
10、所述无定形碳可以是固定碳含量为70重量％以上且β树脂值为25以上的煤沥青，所述结晶碳可以包含选自天然石墨、人造石墨中的一种以上。
11、根据本专利技术的一个实施例的锂二次电池负极材料的制备方法，其包含：将纳米硅浆料、碳纳米管浆料和结晶碳混合，以制备溶液的步骤；将所述溶液喷雾干燥，以制备第一前体的步骤；将所述第一前体和无定形碳混合后填充于模具，高温加压后，通过碳化来制备碳化块的步骤；对所制备的碳化块混合涂覆无定形碳，以制备第二前体的步骤；以及对所述第二前体进行碳化和分级的步骤，将所述溶液喷雾干燥，以制备第一前体的步骤可以包含将所述第一前体的平均颗粒大小(d50)控制在8μm至30μm范围的步骤。
12、另外，在控制所述第一前体的大小的步骤中，所述第一前体的平均颗粒大小(d50)可以控制在10μm至25μm范围。
13、在所述将纳米硅浆料、碳纳米管浆料和结晶碳混合，以制备溶液的步骤中，相对于负极材料中包含的结晶碳和无定形碳的总重量，所述碳纳米管含量可以是0.25重量％至1.5重量％范围。
14、所制备的锂二次电池负极材料中，所述碳纳米管一端位于负极材料的内部而另一端突出位于外部，突出于所述负极材料外部的碳纳米管的平均长度可以是0.1μm至1μm范围。
15、另外，突出于所述负极材料外部的碳纳米管的平均长度可以是碳纳米管总长度的0.5％至10％范围。
16、专利技术效果
17、根据本实施例，负极材料包含贯穿内部和外部并分散的碳纳米管，从而改善负极材料内部的纳米硅的电导率以及提高负极材料外部的相邻颗粒之间的接触度，可以提高充放电可逆性。
18、因此，可以提高应用根据本实施例的负极材料的锂离子电池的循环寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锂二次电池负极材料，其中，
2.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
3.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
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5.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
6.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
7.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
8.一种锂二次电池负极材料的制备方法，其包含：
9.根据权利要求8所述的锂二次电池负极材料的制备方法，其中，
10.根据权利要求8所述的锂二次电池负极材料的制备方法，其中，
11.根据权利要求8所述的锂二次电池负极材料的制备方法，其中，
12.根据权利要求8所述的锂二次电池负极材料的制备方法，其中，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种锂二次电池负极材料，其中，
2.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
3.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
4.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
5.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
6.根据权利要求1所述的锂二次电池负极材料，其中，
7.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘承宰，禹正圭，赵问圭，朴相垠，金龙中，朴宣锺，姜银兑，赵贤哲，
申请(专利权)人：浦项控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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