[发明专利]一种负极材料、负极及负极的制备方法在审
申请号: | 201810561367.9 | 申请日: | 2018-06-01 |
公开(公告)号: | CN110556517A | 公开(公告)日: | 2019-12-10 |
发明(设计)人: | 洪晔;胡倩倩;毛文峰;长世勇;董海勇;吴春宇 | 申请(专利权)人: | 广州汽车集团股份有限公司 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/48;H01M4/583;H01M4/131;H01M4/133;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M10/0525 |
代理公司: | 44202 广州三环专利商标代理有限公司 | 代理人: | 梁顺宜;郝传鑫 |
地址: | 510030 广东省广州市越*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 二氧化锡 多孔碳 锂离子电池 负极材料 碳包覆层 氮掺杂 负极 附着 二氧化锡纳米颗粒 充放电过程 循环稳定性 整体导电性 体积膨胀 支撑载体 电极 伴随的 比容量 电解液 副反应 制备 三维 缓解 | ||
1.一种负极材料,其特征在于,包括氮掺杂碳包覆层、多孔碳以及二氧化锡,所述二氧化锡附着于所述多孔碳上,所述氮掺杂碳包覆层包裹所述二氧化锡和所述多孔碳。
2.如权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述氮掺杂碳包覆层的厚度为1~5nm。
3.如权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述二氧化锡的粒径为2~6nm。
4.如权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述氮掺杂碳包覆层由聚丙烯腈碳化形成。
5.一种负极,其特征在于,包括铜箔以及如权利要求1-4任一项所述的负极材料,所述负极材料附于所述铜箔上。
6.一种负极的制备方法,其特征在于,包括步骤:
将多孔碳与含锡氯盐进行水解反应,得到二氧化锡/多孔碳复合粉体;
将所述二氧化锡/多孔碳复合粉体与聚丙烯腈进行混合,得到浆料;
将所述浆料涂覆在铜箔上,得到极片;
将所述极片进行干燥处理;
在惰性气体气氛中,将干燥处理后的所述极片以预设的碳化热处理条件进行碳化热处理,得到氮掺杂碳/二氧化锡/多孔碳复合负极,完成负极的制备。
7.如权利要求6所述的负极的制备方法,其特征在于,所述将多孔碳与含锡氯盐进行水解反应,得到二氧化锡/多孔碳复合粉体,包括步骤:
将多孔碳粉体分散在有机溶剂和水形成的混合溶液中,得到多孔碳粉体的分散液;
将所述多孔碳粉体的分散液与浓盐酸进行搅拌混合;
将搅拌混合后的所述多孔碳粉体的分散液和浓盐酸与含锡氯盐以预设的反应条件进行水解反应,得到二氧化锡/多孔碳溶液;
将所述二氧化锡/多孔碳溶液进行抽滤、洗涤、干燥处理,得到二氧化锡/多孔碳复合粉体。
8.如权利要求7所述的负极的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂和水的体积比为1:3~3:1。
9.如权利要求7所述的负极的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为无水乙醇、乙二醇、甲醇、丙醇中的任一种。
10.如权利要求6或7所述的负极的制备方法,其特征在于,所述多孔碳和所述含锡氯盐的质量比为1:10~1:20。
11.如权利要求6或7所述的负极的制备方法,其特征在于,所述含锡氯盐为一水合二氯化锡。
12.如权利要求7所述的负极的制备方法,其特征在于,所述预设的反应条件包括:反应温度为70~90℃,反应时间为0.5~2h。
13.如权利要求6所述的负极的制备方法,其特征在于,所述将所述二氧化锡/多孔碳复合粉体与聚丙烯腈进行混合,得到浆料,具体为:
将所述二氧化锡/多孔碳复合粉体和聚丙烯腈粉体与二甲基甲酰胺溶剂进行搅拌混合,得到所述浆料。
14.如权利要求6或13所述的负极的制备方法,其特征在于,所述二氧化锡/多孔碳复合粉体和所述聚丙烯腈的质量比为4:1~9:1。
15.如权利要求6所述的负极的制备方法,其特征在于,所述惰性气体为氮气或氩气。
16.如权利要求6所述的负极的制备方法,其特征在于,所述预设的碳化热处理条件包括:升温速率为2~10℃/min,热处理温度为200~500℃,保温时间为0.5~1h。
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