[发明专利]一种高性能锂离子动力电池负极材料

权利要求书

1.一种高性能锂离子动力电池负极的制备方法，其特征在于：包括负极集流体和附着于负极集流体上的负极材料，所述负极材料由负极浆料固化而成，所述负极浆料包括以下重量份的原料：负极颗粒材料92-98.5份，负极导电剂1-3份，负极粘合剂1.5-6份和碳/硅复合溶胶5-7份；所述负极颗粒材料具有核-壳结构，其中核材料为人造石墨，壳材料为无定型炭；

所述负极粘合剂由质量比为1:1-2的羧甲基纤维素和丁苯橡胶组成，其中所述丁苯橡胶为粒径小于0.2μm的苯乙烯共聚物，丁苯橡胶的pH值为6.5-7.5；

所述负极颗粒材料的粒径为d₅₀≤6μm；所述负极颗粒材料的制备方法包括以下步骤：

1）将煤焦油与沥青按质量比5-50:1在75-85℃下混合，混合均匀后加热至400-430℃进行热聚合反应2-4h；

2）将步骤1）的产物进行低温处理以去除轻组分，其中温度为350-420℃、真空度为-0.10至-0.08MPa，时间为0.5-1.5h；

3）将步骤2）的产物在2800-3000℃下石墨化处理4-8h，得到人造石墨；

4）向所述人造石墨中添加软碳或硬碳，在惰性气体氛围下加入到聚合物前驱体溶液中进行有机液相包覆处理，得到碳聚合物包覆有机复合物，然后在600-1700℃下进行高温煅烧处理，恒温保持0.5-48h，得到炭包覆负极材料；所述聚合物前驱体溶液为水溶性酚醛树脂溶液；

5）对所述炭包覆负极材料在惰性气体氛围下进行炭化处理，炭化温度为800-1200℃，炭化时间为4-6h；然后对炭化产物进行粉碎，粉碎后按粒径进行分级，得到负极颗粒材料；

所述高性能锂离子动力电池负极的制备方法包括以下步骤：

A）将负极颗粒材料、负极导电剂、负极粘合剂、碳/硅复合溶胶按配比混合均匀，添加溶剂稀释2-4倍，得到负极浆料；

B）将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，接着进行辊压，然后在40-50℃下老化4-8h；

C）老化后将负极集流体在真空条件下升温至80-120℃进行干燥，负极浆料固化成型后制得负极。

2.如权利要求1所述的一种高性能锂离子动力电池负极的制备方法，其特征在于，步骤3）中，石墨化处理时间为5h。

3.如权利要求1所述的一种高性能锂离子动力电池负极的制备方法，其特征在于，步骤4）中，人造石墨与软碳或硬碳的质量比为1:0.01-15，所述高温煅烧处理的温度为1200℃，恒温保持时间为24h。

4.如权利要求1所述的一种高性能锂离子动力电池负极的制备方法，其特征在于，所述碳/硅复合溶胶的制备方法如下：

a）将正硅酸乙酯、无水乙醇、甲苯按质量比8-10:100:0.1-0.2混合，制得溶液A；将0.5-1.5mol/L的冰醋酸、无水乙醇与水按质量比20-30:100:6-8进行混合，制得溶液B；对溶液A在50-60℃下进行超声波振荡处理，将溶液B以0.5-1.0 mL/s的速率滴加到其3-4倍质量的溶液A中；滴加溶液B的同时向溶液A中添加质量为溶液A的0.01-0.03倍的碳酸氢钠，滴加完毕后搅拌2-4h，制得硅溶胶；

b）另取纳米碳溶胶与所述硅溶胶混合并搅拌均匀，得到碳硅质量比1-3:1的碳/硅复合溶胶。