[发明专利]负极材料及基于该负极材料的低温电池

说明书

本发明公开了一种负极材料及基于该负极材料的低温电池，负极材料按质量百分比计，包括：55~95wt%的石墨和5~45wt%的硬碳，所述石墨的粒径分布为中粒径D50为3~10μm，最小粒径Dmin≥0.1μm，最大粒径Dmax≤46μm，硬碳的粒径分布为中粒径D50为3~10μm，最小粒径Dmin0.1μm，最大粒径Dmax≤36μm。本发明通过限定负极材料中石墨和硬碳的粒径来提升电池的低温放电性能，延长了电池的使用寿命，使其能更好的用于低温环境中。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体来说涉及一种负极材料及基于该负极材料的低温电池。

背景技术

中国幅员辽阔，南北气候存在显著的差异，特别是在温度方面，北方寒冷的冬季气温往往会下降到-30℃，因此开发适合低温环境下使用的锂离子电池非常必要。除低温性能外，电池需要兼顾存储、寿命和安全等多方面性能。

为了改善石墨材料低温充电易析锂、循环寿命差的缺点，人们在石墨负极中加入一定比例的硬碳材料，硬碳负极材料层间距比石墨大，且以多种方式存储锂，更适宜在低温充放电时使用，但没有进一步阐述材料物性对电池性能的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种负极材料。

本发明的另一目的是提供基于上述负极材料的负极片。

本发明的另一目的是提供一种包括所述负极材料的低温电池。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种负极材料，按质量百分比计，包括：55~95wt%的石墨和5~45wt%的硬碳，所述石墨的粒径分布为中粒径D50为3~10μm，最小粒径Dmin≥0.1μm，最大粒径Dmax≤46μm，硬碳的粒径分布为中粒径D50为3~10μm，最小粒径Dmin0.1μm，最大粒径Dmax≤36μm。

在上述技术方案中，所述石墨的中粒径D50为5μm，最小粒径Dmin为≥0.5μm，最大粒径Dmax为≤10μm；所述硬碳的中粒径D50为5μm，最小粒径Dmin为≥0.5μm，最大粒径Dmax为≤10μm。

一种负极片，包括：负极集流体以及其上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括所述负极材料。

在上述技术方案中，所述负极集流体为Cu箔。

在上述技术方案中，所述负极活性物质层还包括：负极导电剂和负极粘结剂，所述负极材料为负极活性物质层的80~98wt%，所述负极导电剂为负极活性物质层的1~19wt%，所述负极粘结剂为负极活性物质层的1~10wt%。

在上述技术方案中，所述负极导电剂为Super P、KS6、VGCF和CNTS中的一种或多种的混合物，所述负极粘结剂为PVDF或混合粘结剂，所述混合粘结剂为SBR和羧甲基纤维素钠的混合物。

在上述技术方案中，所述羧甲基纤维素钠小于负极活性物质层的5wt%。

一种包括所述负极材料的低温电池。

在上述技术方案中，所述低温电池的正极活性物质为锂过渡金属氧化物，所述锂过渡金属氧化物为Li_aNi_xCo_yMn_zM_(1-x-y-z)O₂，其中，1.0≤a≤1.3，0x1，0y1，0≤z1，M为Mg、Cr、Ti、Al和/或Cu。

在上述技术方案中，所述低温电池的正极片包括：正极集流体以及其上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括：80~97wt%的所述锂过渡金属氧化物、2~19wt%的正极导电剂和1~10wt%的正极粘结剂，所述正极导电剂为Super P、KS6、VGCF和CNTS中的一种或多种的混合物，所述正极粘结剂为PVDF。