[发明专利]一种复合负极材料、其制备方法及锂离子电池

权利要求书

1.一种复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括由第一碳组分小颗粒镶嵌在第二碳组分框架载体中形成的镶嵌结构碳质材料；

其中，第一碳组分小颗粒是由小颗粒前驱体转变而来的，所述小颗粒前驱体为生焦和/或熟焦和/或碳微球，即生焦、熟焦或碳微球中的任意1种或至少2种的组合；所述小颗粒前驱体的挥发分为2％～20％；所述小颗粒前驱体的平均粒度为1μm～10μm；第二碳组分框架载体是由熔融状态的粘结剂转变而来的，以所述小颗粒前驱体和所述熔融状态的粘结剂的总质量为100％计，所述熔融状态的粘结剂的质量百分含量为5％～40％；

所述第一碳组分小颗粒和第二碳组分框架载体的石墨晶型结构依次变差。

2.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料中还包括包覆在所述镶嵌结构碳质材料外层的无定形碳包覆层。

3.根据权利要求2所述的复合负极材料，其特征在于，所述第一碳组分小颗粒、第二碳组分框架载体和无定形碳包覆层的石墨晶型结构依次变差。

4.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述第一碳组分小颗粒的粒径为1μm～10μm。

5.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料的平均粒度D50为5μm～30μm。

6.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料的球形度S50为0.8～0.9。

7.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料的粒度分布离散度为0.5～2.0。

8.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料的比表面积为2m²/g～20m²/g。

9.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，以所述复合负极材料的总质量为100％计，所述第一碳组分小颗粒的质量百分含量为60％～90％。

10.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，以所述复合负极材料的总质量为100％计，所述第二碳组分框架载体的质量百分含量为10％～30％。

11.根据权利要求3所述的复合负极材料，其特征在于，以所述复合负极材料的总质量为100％计，所述无定形碳包覆层的质量百分含量为0.5％～10％。

12.根据权利要求3所述的复合负极材料，其特征在于，所述无定形碳包覆层的厚度为10nm～1000nm。

13.如权利要求1-12任一项所述复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将小颗粒前驱体和熔融状态的粘结剂同时加入到混捏设备中，进行混捏处理，得到混捏物料，其中，所述小颗粒前驱体的挥发分为2％～20％；

(2)在保护性气氛或真空条件下对混捏物料进行石墨化处理，得到镶嵌结构碳质材料，即复合负极材料；

其中，小颗粒前驱体为生焦和/或熟焦和/或碳微球，即生焦、熟焦或碳微球中的任意1种或至少2种的组合。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(2)之后进行步骤(3)：对镶嵌结构碳质材料进行表面包覆，得到最外层具有无定形碳包覆层的复合负极材料。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述小颗粒前驱体的灰分为0.5％以下。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述生焦和/或熟焦为石油焦、沥青焦和煤焦中的任意1种或至少2种的组合。