[发明专利]锂电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池负极材料，包括硅基材料内核以及内核表面的有机聚合物包覆层，所述有机聚合物表面含有羟基、羧基、巯基活性基团。所述有机物包覆层不溶于水或碱性水，可适用于水系匀浆体系，降低生产成本。此外，采用具有特定官能团的有机聚合物作为包覆层，一方面可加强负极材料与集流体的界面结合；另一方面有机聚合物可以稳定SEI膜，降低阻抗，同时具有一定的弹性可缓解硅基材料在充放电过程中的体积膨胀，防止材料粉化、脱落，从而使负极材料具有优异的循环性能和加工性能。本发明制备方法简单易行、成本低，适用于大规模生产。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂电池负极材料及其该材料的制备方法。

背景技术

随着经济与科技的迅猛发展，能源和环境问题日益严峻，锂离子电池作为新能源产业备受关注。而电动汽车的续航焦虑，手机等消费类电子轻量化都在迫使锂离子电池追求更高的能量密度。目前商业化的负极材料主要为石墨，其比容量已经接近理论值(372mAh/g)，需要更高比能量的负极活性材料。硅基负极材料以其极高的比容量(3580mAh/g)、较低的脱嵌锂电位、丰富的储量和无毒无害成为公认的下一代负极材料。但硅基材料在循环过程中的巨大体积膨胀(约为400％)，SEI膜不稳定，电导率低等问题限制了其应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锂电池负极材料及其制备方法。采用本发明的负极材料制作的电池具有良好的加工性能以及优异的循环性能。

在一个实施例中，本申请提供了一种锂电池负极材料，包括硅基材料内核以及内核表面的有机聚合物包覆层，所述有机聚合物表面含有羟基、羧基、巯基活性基团。

在一个实施例中，本申请还提供了以上锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：在溶剂水中将硅基材料和有机聚合物前驱体混合均匀，得到固含量为20%~40%的混合浆料；

S2：对混合浆料进行干燥处理，得到所述负极材料；

其中，所述步骤S1中还可以加入固化剂。

本申请的有益效果：

本申请的负极材料，在溶剂水中实现包覆合成，成品材料不溶于水或碱性水，可适用于水性匀浆体系，降低生产成本，环境友好。负极材料采用具有特定官能团的有机聚合物作为包覆层，一方面可加强负极材料和导电剂与粘结剂的粘结力，以及增强与集流体的界面结合；另一方面有机聚合物可稳定SEI膜，降低阻抗，同时具有有优异的拉伸强度和延伸率可缓解硅基材料在充放电过程中的体积膨胀，防止材料粉化、脱落，从而使负极材料具有优异的循环性能和加工性能。

本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述和显示，或是经由本申请实施例的实施而阐释。

附图说明

图1 实施例1与对比例1负极材料制得的扣式电池循环100圈后EIS图。

具体实施方式

本申请的实施例将会被详细的描述在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对被申请的限制。

在本申请中，以范围格式呈现量、比率和其他数值，应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。

在权利要求书及具体实施方式中，由术语“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一种”意味着仅A；仅B；或A及B。项目A可包含单个元件或多个元件，项目B可包含单个元件或多个元件。

本实施例提供了一种锂电池负极材料，包括硅基材料内核以及内核表面的有机聚合物包覆层，所述有机聚合物通过原位聚合包覆硅基材料，所述有机聚合物表面含有羟基、羧基、巯基活性基团，特定的活性基团可加强负极材料与集流体的界面结合强度。