[实用新型]锂离子电池负极用碳微球

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池材料，尤其是涉及一种锂离子电池负极用碳微球。

背景技术

锂离子电池的主要组成部分有正极、负极、可以传导锂离子的电解质以及把正负极隔开的隔膜。在充电时正极材料中的锂离子开始脱离正极通过隔膜向负极方向迁移，在负极上与一个电子被还原为锂并存贮在负极材料中。放电时在负极中锂失去一个电子而变成锂离子，并通过隔膜向正极方向迁移并存贮在正极材料中。由于在充放电时锂离子是在正负极之间来回迁移，所以锂离子电池通常又称“摇椅电池”。电池正极一般是一些插锂化合物，包括LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄等，负极材料主要是采用碳-锂插层化合物，电解质为溶解了LiPF₆、LiClO₄、LiAsF₆等的溶剂。溶剂主要有EC、PC、DMC、CLMC等。在充电过程巾，锂离子从LiCoO₂脱出，通过有机电解液嵌入石墨中。同时电子经由外电路进入到负极，保证负极的电荷平衡：放电时则相反，锂离子从负极中脱出回到LiCoO₂中。充放电过程中发生的是锂离子在正负极之间的移动。天然石墨是一种很好的负极材料。它的成本低、结晶程度高，提纯、粉碎、分级技术成熟，这些为其在锂离子电池行业的应用奠定了良好的基础。但天然石墨作为电池负极有两个明显的缺点：第一、与电解液的相容性比较差；第二、大电流充放电性能差。

人们通过研究发现，石墨在首次循环过程中，由于与电解液发生反应形成SEI膜，这层薄膜允许锂离子自由穿过，防止溶剂化锂离子进入，这样在石墨表面上形成的这层SEI膜就可以防止石墨电极不被电解液进一步的腐蚀，维持良好的循环性能。但是，SEI膜的形成不可避免的会产生大的不可逆容量。因此，这个不可逆的反应主要与溶剂种类和石墨的表面结构有关。电解液对石墨材料的腐蚀分别发生在两个位置发生：一个是石墨的表面；另外一个是石墨层间，后者主要是由于溶剂化锂离子的插入到石墨层问，溶剂与石墨发生反应引起的。我们都知道石墨晶体是各向异性晶体，它有端面和基面，由于端面上有很多高活性基团，所以端面比基面活泼很多，不可逆反应大都发生在石墨的端面上。在石墨作为电极时，与电解液接触的可能是端面，也可能是基面。

发明内容

为克服上述天然石墨作为电池负极与电解液的相容性比较差、大电流充放电性能差的缺点，本实用新型目的在于提供一种体积比容量高、与电解液的相容性好、电流充放电大的锂离子电池负极用碳微球。

本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的，一种锂离子电池负极用碳微球，包括碳微球本体和包覆碳微球本体表面的无定形碳层。

作为一种优选方式，所述碳微球本体为圆球形或椭球形。

本实用新型通过在碳微球表面包覆一层无定形碳层，使其具有球状结构，堆积密度大，可以实现紧密填充，制作体积比容量更高的电池；比表面积小，能减少充电时电解液在其表面生成SEI膜等副反应引起的不可逆容量损失，还可以提高安全性；碳微球具有层状分子平行排列结构，有利于锂离子的嵌入与脱嵌，一般经分级处理后，符合粒径要求的产品就直接用作锂离子负极材料；由于其特有的球形和稳定的结构，能满足大电流充放电的要求。

附图说明

图1为本实用新型的剖面图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，一种锂离子电池负极用碳微球，包括椭球形碳微球本体1和包覆碳微球本体1表面的无定形碳层2。

以上是对本实用新型锂离子电池负极用碳微球进行了阐述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。