[发明专利]一种含锂复合负极材料、其制备方法和其在锂二次电池中的应用

权利要求书

1.一种用于锂二次电池的含锂复合负极材料，其特征在于，包括：

具有核壳结构的三维骨架材料；

和复合在所述三维骨架材料核壳结构中的金属锂；

所述三维骨架材料以含碳负极材料为核，所述核表面覆盖有壳层；所述壳层具有多孔碳结构，且厚度大于核的粒径；所述金属锂复合在核壳结构中壳层和核的内部；所述壳层的厚度为3~20微米。

2.根据权利要求1所述的含锂复合负极材料，其特征在于，所述含碳负极材料选自石墨、软碳、硬碳、硅碳和硅氧碳负极材料中的一种或多种；所述壳层形成的材料选自碳纳米管、碳纤维、石墨烯、碳微球和炭黑中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的含锂复合负极材料，其特征在于，所述壳层形成的材料为科琴碳。

4.根据权利要求2所述的含锂复合负极材料，其特征在于，所述核的粒径为0.5~3微米；所述壳层的比表面积为10~3000m²/g。

5.根据权利要求1所述的含锂复合负极材料，其特征在于，所述金属锂在含锂复合负极中的含量为1~10wt%。

6.一种用于锂二次电池的含锂复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含碳负极材料和碳素材料分散于溶剂中，进行喷雾干燥，得到具有核壳结构的颗粒材料；其中以所述含碳负极材料为核，碳素材料形成具有多孔碳结构的壳层，所述壳层的厚度大于核的粒径；所述壳层的厚度为3~20微米；

将所述具有核壳结构的颗粒材料与金属锂材料进行复合，使金属锂复合在核壳结构中壳层和核的内部，得到含锂复合负极材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含碳负极材料选自石墨、软碳、硬碳、硅碳和硅氧碳负极材料中的一种或多种；所述碳素材料选自碳纳米管、碳纤维、石墨烯、碳微球和炭黑中的一种或多种；所述溶剂选自乙醇、甲苯、四氢呋喃和氮甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳素材料为科琴碳。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的进风温度为100~250℃，出风温度为75~150℃；所述喷雾干燥的喷雾速度为1毫升/小时到10吨/小时。

10.根据权利要求6~9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述具有核壳结构的颗粒材料与金属锂材料进行复合的具体方式为：

将所述具有核壳结构的颗粒材料与金属锂粉混合，通过涂布方式或内短路机制，制得含锂复合负极材料；或者，

先将所述具有核壳结构的颗粒材料涂布形成极片，再将薄层锂贴于所述极片上，通过内短路机制，形成含锂复合负极材料；或者，

先将所述具有核壳结构的颗粒材料涂布形成正极极片，再与锂片形成对电池，放电一定深度后，得到含锂复合负极材料。

11.一种负极极片，其特征在于，以权利要求1~5中任一项所述的含锂复合负极材料为活性成分。

12.一种锂二次电池，其特征在于，包括权利要求11所述的负极极片。