System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 负极材料及电池制造技术_技高网

负极材料及电池制造技术

技术编号:44888931 阅读:8 留言:0更新日期:2025-04-08 00:26
本申请提出了负极材料及电池,所述负极材料包括内核及包覆层,所述内核包括石墨,所述包覆层包括无定型碳及快离子导体;采用拉曼面扫测试所述负极材料,得到i份拉曼图谱曲线,i>2000份;每一份所述拉曼图谱曲线中在1345cm<supgt;‑1</supgt;~1355cm<supgt;‑1</supgt;波长范围内存在第一特征峰,在1570cm<supgt;‑1</supgt;~1610cm<supgt;‑1</supgt;波长范围内存在第二特征峰;在所述i份拉曼图谱中,所述第一特征峰与所述第二特征峰的峰面积比值的平均值为A,2.0≤A≤3.0;i份拉曼图谱的峰面积比值数据的分布宽度为P,P<0.5。本申请提供的负极材料,能够提升锂离子传输效率,提高负极材料的倍率性能,满足快充性能需求。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及负极材料,具体地讲,涉及负极材料及电池


技术介绍

1、电动化的新能源汽车是汽车市场未来发展方向,其核心部件是锂离子电池。随着市场发展,对高容量密度的电池需要越来越高,采用新型高比容正负极材料是提高电池的能量密度的重要方法之一。随着电池法规的颁布与实施,esg(environmental,social andgovernance)已成为普遍认可的标准和通用语言,社会开始关注符合esg理念的产品,而负极材料
作为环境友好型材料符合esg的社会理念,关注度一直在提升,对于负极材料的要求也日渐提升。

2、石墨由于其具有高稳定性、导电性好、来源广等优点,是市场上主流的锂电负极材料。为了提升负极材料的快充性能以及降低负极材料在循环过程中膨胀,一般会对石墨材料颗粒进行二次造粒处理。但是,石墨材料与碳类粘结剂复合后,虽然快充性能略有提升,但是会导致负极材料的能量密度下降,还会影响负极材料的循环稳定性。


技术实现思路

1、本申请提出了负极材料及电池,通过在石墨内核表面形成包覆层,负极材料能够满足快充要求,负极材料还兼具较高的比容量、首次库伦效率及循环稳定性。

2、第一方面,本申请提供一种负极材料,所述负极材料包括内核及包覆层,所述内核包括石墨,所述包覆层包括无定型碳及快离子导体;

3、采用拉曼面扫测试所述负极材料,得到i份拉曼图谱曲线,i>2000份;每一份所述拉曼图谱曲线中在1345cm-1~1355cm-1波长范围内存在第一特征峰,在1570cm-1~1610cm-1波长范围内存在第二特征峰;在所述i份拉曼图谱中,所述第一特征峰与所述第二特征峰的峰面积比值的平均值为a,2.0≤a≤3.0;i份拉曼图谱的峰面积比值数据的分布宽度为p,p<0.5。

4、在一些实施方式中,在所述i份拉曼图谱中,所述第一特征峰与所述第二特征峰的峰强度比值的平均值为b,0.7≤b≤1.5。

5、在一些实施方式中,(a-b)/p>3。

6、在一些实施方式中,所述负极材料的颗粒平均强度为q%,q/a<5.0。

7、在一些实施方式中,所述负极材料的颗粒平均强度为q%,1≤q≤15。

8、在一些实施方式中,所述石墨包括天然石墨和人造石墨中的至少一种。

9、在一些实施方式中,所述快离子导体包括钛离子化合物、铌离子化合物和钒离子化合物中的至少一种。

10、在一些实施方式中,所述快离子导体分布在所述无定型碳内。

11、在一些实施方式中,所述包覆层的平均厚度为5nm~20nm。

12、在一些实施方式中,所述负极材料的体积中值粒径d50为2μm~20μm。

13、在一些实施方式中,所述负极材料的比表面积为0.5m2/g~5m2/g。

14、在一些实施方式中,所述负极材料的振实密度为0.5g/cm3~1.5g/cm3。

15、在一些实施方式中,所述负极材料的锂离子扩散系数大于等于0.49*10-7cm2/s。

16、第二方面,本申请提供一种电池,包括第一方面所述的负极材料。

17、本申请的技术方案至少具有以下有益的效果:

18、本申请提供的负极材料,负极材料的内核包括石墨,包覆层包括无定型碳及快离子导体,无定型碳能够减少石墨与电解液的直接接触,快离子导体能够降低锂离子去溶剂化的势垒,加快锂离子传输效率,包覆层的存在还能改善负极材料的体积膨胀,提升负极材料的首效及循环性能。并且,本申请的负极材料的第一特征峰与所述第二特征峰的峰面积比值的平均值为a,a可以表征负极材料表面的缺陷程度及无序程度,控制a在2~3范围内时,负极材料颗粒的表面缺陷程度控制在合适范围内,适量的表面缺陷可以提供更多的电化学活性位点,有利于提高负极材料的容量,但是负极材料的多个颗粒的无序程度一致性不足时,会导致不同颗粒间的锂离子脱嵌速率不一致,影响制备的电池充放电过程中锂离子的传输。因此,本申请控制负极材料的表面无序程度的同时,利用包覆层内的快离子导体来增多离子传输通道,并且控制峰面积比值数据的分布宽度在0.5范围内,各个颗粒的表面无序程度更加接近,可以提升制成的极片中不同负极材料颗粒间的离子传输效率,提高负极材料的快充性能。本申请提供的负极材料能够满足快充要求,负极材料还兼具较高的比容量、首次库伦效率及循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种负极材料,其特征在于,所述负极材料包括内核及包覆层,所述内核包括石墨,所述包覆层包括无定型碳及快离子导体;

2.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,在所述i份拉曼图谱中,所述第一特征峰与所述第二特征峰的峰强度比值的平均值为B,0.7≤B≤1.5。

3.根据权利要求2所述的负极材料,其特征在于,(A-B)/P>3。

4.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料包括以下特征中的至少一种:

5.根据权利要求1~4任一项所述的负极材料,其特征在于,所述石墨包括天然石墨和人造石墨中的至少一种。

6.根据权利要求1~4任一项所述的负极材料,其特征在于,所述快离子导体包括钛离子化合物、铌离子化合物和钒离子化合物中的至少一种;和/或,所述快离子导体分布在所述无定型碳内。

7.根据权利要求1~4任一项所述的负极材料,其特征在于,所述包覆层的平均厚度为5nm~20nm。

8.根据权利要求1~4任一项所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料包括以下特征中的至少一种:

9.根据权利要求1~4任一项所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料的锂离子扩散系数大于等于0.49*10-7cm2/S。

10.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1~9任一项所述的负极材料。

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【技术特征摘要】

1.一种负极材料,其特征在于,所述负极材料包括内核及包覆层,所述内核包括石墨,所述包覆层包括无定型碳及快离子导体;

2.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,在所述i份拉曼图谱中,所述第一特征峰与所述第二特征峰的峰强度比值的平均值为b,0.7≤b≤1.5。

3.根据权利要求2所述的负极材料,其特征在于,(a-b)/p>3。

4.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料包括以下特征中的至少一种:

5.根据权利要求1~4任一项所述的负极材料,其特征在于,所述石墨包括天然石墨和人造石墨中的至少一种。

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:丰小华李豪君钟正刘若琦何鹏任建国黄友元贺雪琴
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:

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