[发明专利]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纳米活性粒子、石墨类碳材料和粘结剂，所述纳米活性粒子表面分散有所述粘结剂，所述纳米活性粒子包括金属纳米颗粒和形成于所述金属纳米颗粒表面的纳米保护层，所述粘结剂包括磷酸盐基胶黏剂和导电银胶中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述纳米活性粒子和所述石墨类碳材料之间分布有所述粘结剂，及/或，所述石墨类碳材料表面分布有所述粘结剂；

优选地，所述磷酸盐基胶黏剂含有磷酸盐；

优选地，所述磷酸盐包括磷酸二氧铝、焦磷酸二氢铝和偏磷酸二氢铝中的至少一种；

优选地，所述磷酸盐基胶黏剂中还包括氧化铝；

优选地，所述磷酸盐基胶黏剂中，所述磷酸盐和所述氧化铝的质量比为(10-80):(0-10)；

优选地，所述纳米活性粒子的中值粒径为1nm～500nm；

优选地，所述纳米活性粒子的比表面积为1m²/g～500m²/g；

优选地，所述纳米活性粒子分布于所述石墨类碳材料之间，及/或，所述纳米活性粒子分布于所述石墨类碳材料表面；

优选地，所述纳米活性粒子包括金属纳米颗粒；

优选地，所述金属纳米颗粒包括锂、硅、锗、锡、镍、铁、钴、镁、铝和铜中的至少一种；

优选地，所述金属纳米颗粒的中值粒径为1nm～300nm；

优选地，所述纳米保护层原位形成在所述金属纳米颗粒的表面；

优选地，所述纳米保护层包括氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化钛、氧化锰、氧化铜、氧化钴、硅酸盐、磷酸盐、钛酸盐和氧化锂中的至少一种；

优选地，所述纳米保护层的厚度为1nm～30nm；

优选地，所述石墨类碳材料包括人造石墨、天然石墨和中间相炭微球中的至少一种；

优选地，所述石墨类碳材料的中值粒径为1μm～25μm。

3.根据权利要求1或2所述的复合负极材料，其特征在于，所述纳米活性粒子与所述石墨类碳材料的质量比为(0.5～5):1；

优选地，所述粘结剂与所述纳米活性粒子的质量比为(0.01～0.08):1；

优选地，以所述复合负极材料的质量为100％计，所述纳米活性粒子的质量含量为10％～60％。

4.根据权利要求1-3任一项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1m²/g～30m²/g；

优选地，所述复合负极材料的粉体压实密度为0.5g/cm³～2g/cm³；

优选地，所述复合负极材料的中值粒径为1μm～45μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料为核壳结构，所述核壳结构的内核包括所述石墨类碳材料、所述纳米活性粒子和所述粘结剂，所述核壳结构的外壳为碳包覆层；

优选地，所述碳包覆层的厚度为5nm～1000nm。

6.一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在金属纳米颗粒表面形成纳米保护层，得到纳米活性粒子；及

将所述纳米活性粒子、粘结剂和石墨类碳材料在有机溶剂中混合，干燥，烧结后得到所述复合负极材料；

其中，所述粘结剂包括磷酸盐基胶黏剂和导电银胶中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述形成纳米保护层的方法包括氧化反应方法、还原反应方法和物理包覆方法中的至少一种；

优选地，所述形成纳米保护层的方法包括：对所述金属纳米颗粒表面进行氧化反应形成氧化物层，所述氧化物层即为纳米保护层；

优选地，所述形成纳米保护层的方法包括：对所述金属纳米颗粒表面进行氧化反应形成氧化物层，及采用金属单质对所述氧化物层进行还原，形成所述纳米保护层；

优选地，所述金属单质包括K、Na、Mg、Zn、Ca、Li、Rb、Ce中的至少一种。