[发明专利]锂离子电池负极材料及其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明涉及电池领域，具体地，公开了一种锂离子电池负极材料及锂离子电池负极材料制备方法及锂离子电池。所述负极材料中含有氧化石墨颗粒，所述氧化石墨颗粒表面部分或全部地附着有含锂聚合物膜；所述含锂聚合物膜为通过化学交联方式附着在氧化石墨颗粒表面的。本发明还提供了上述锂离子电池负极材料的制备方法。本发明提供的锂离子电池负极材料中添加的氧化石墨颗粒经含锂聚合物膜表面处理后，能够同时改善电池高温性能和低温性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体地，涉及一种锂离子电池负极材料以及锂离子电池负极材料的制备方法，及由该锂离子电池负极材料得到的锂离子电池。

背景技术

随着电子信息技术的发展，作为电子设备的移动能源越来越受广泛关注，其中，由于其高性价比，锂离子电池的应用尤为广泛。因此，要求其对环境有较高的适应性。

但通常情况下，锂离子电池的高温性能和低温性能很难做到兼顾，往往高温性能优异，但低温性能不好，或低温性能好，但高温性能不理想。所谓高温性能，通常是指环境温度45℃以上时电池的充放电性能；所谓低温性能，通常是指环境温度-10℃以下时电池的充放电性能。

目前，解决这种高低温性能兼顾的方式主要依赖于电解液性能的改善。如，将电解液中采用熔点低的溶剂碳酸丙烯酯（PC），熔点为-49.2℃，代替或部分代替熔点较高的碳酸乙烯酯（EC），熔点为39℃；此外在电解液中加入成膜添加剂，使之在电池首次充电过程中发生成膜反应，生成一层弹性致密的固体电解质界面膜（简称SEI膜）。

但上述方法对于解决同时提高锂离子电池高低温性能的效果有限。由于：

1）PC中含有一个外侧基团（甲基），在放充电过程中，外侧基团易与Li共插入石墨负极，导致石墨层被剥离，影响电池循环性能；

2）由于添加剂与溶剂之间存在竞争关系，故生成的SEI膜在弹性性能和导锂性能方面会受到限制，影响电池的循环性能。

发明内容

本发明是为了解决现有锂离子电池不能同时具有良好高温性能和低温性能的问题，而提供一种锂离子电池负极材料，及该锂离子电池负极材料的制备方法以及由该锂离子电池负极材料获得的锂离子电池。

具体地，本发明提供了一种锂离子电池负极材料，其中，所述负极材料中含有氧化石墨颗粒，所述氧化石墨颗粒表面部分或全部地附着有含锂聚合物膜；所述含锂聚合物膜为通过化学交联方式附着在氧化石墨颗粒表面的。

本发明还提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括步骤：

（1）对石墨颗粒进行氧化，获得氧化石墨颗粒；

（2）将步骤（1）中氧化石墨颗粒加入水解硅烷偶联剂中，经反应得到表面硅烷化的石墨颗粒；

（3）将步骤（2）中表面硅烷化的石墨颗粒与烯烃磺酸酯进行聚合反应，在石墨颗粒表面形成聚合物膜；

（4）使用锂盐对步骤（3）中石墨颗粒表面的聚合物膜进行改性，得到表面附着含锂聚合物膜的石墨颗粒。

本发明还提供了一种由上述方法制备的锂离子电池负极材料。

此外，本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封在电池壳内，所述极芯包括正极、负极、以及位于正极和负极之间的隔膜，所述负极中所含的本发明所述的锂离子电池。

本发明的发明人经过深入研究之后发现，在石墨颗粒表面附着一层含有锂盐的聚合物膜，能同时改善锂离子电池在高温和低温条件下的循环性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是现有技术中未经处理的天然石墨颗粒；