一种锂离子电池用的高容量快充负极材料及锂离子电池的制作方法

文档序号:23795284发布日期:2021-02-02 08:45阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种负极材料,其中,所述负极材料是通过如下方法制备得到:将碳源、硼源、任选地铁源、硅酸盐混合,先经高温加热处理,再进行高温石墨化处理,制备得到所述负极材料。2.根据权利要求1所述的负极材料,其中,所述硅酸盐的粒径为10μm-50μm。优选地,所述硅酸盐选自绢云母、蒙脱土、高岭土。优选为绢云母。优选地,所述碳源选自针状焦、石油焦、沥青中的至少一种。所述碳源例如可以是颗粒状的、块状或片层,如针状焦、石油焦;也可以是液体状态的,如沥青。优选地,所述碳源为针状焦和沥青,或者所述碳源为石油焦和沥青,还或者所述碳源为针状焦、石油焦和沥青。其中,所述沥青的添加量占针状焦和/或石油焦的质量百分含量为15-35wt%。优选地,所述石油焦还可以经过预处理,例如可以是经过破碎、机械磨粉、整形后得到的颗粒状的石油焦。优选地,所述针状焦还可以经过预处理,例如可以是经过破碎、机械磨粉、整形后得到的颗粒状的针状焦。3.根据权利要求1或2所述的负极材料,其中,所述铁源选自含铁化合物,例如为含铁的氧化物、含铁的氯化盐、含铁的硫化物、含铁的硝酸盐等等,例如可以是三氧化二铁、氧化铁、四氧化三铁、硝酸铁、氯化铁、硫酸铁等等。优选地,所述铁源的粒径为10μm-30μm。优选地,所述硼源选自含硼化合物,例如硼酸、二硼化物、碳化硼。4.根据权利要求1-3任一项所述的负极材料,其中,所述高温加热的温度为200-800℃(例如为600℃),时间8-24h,所述高温加热的升温速率为1-5℃/min。所述高温加热是在氮气气氛下进行的。优选地,所述高温石墨化处理的温度为2800-3200℃(例如3000℃),时间6-24小时,例如为8小时,所述高温石墨化处理的升温速率为1-5℃/min。所述高温石墨化处理是在惰性气氛下进行的,如在氮气和/或氩气条件下进行的。5.根据权利要求1-4任一项所述的负极材料,其中,铁元素占所述针状焦和/或石油焦的质量百分含量为0-5%。优选地,硼元素占所述针状焦和/或石油焦的质量百分含量为1-5%。其中,所述铁元素和所述硼元素不同时为0%。优选地,硅元素占所述针状焦和/或石油焦的质量百分含量为1-5%。6.根据权利要求1-5任一项所述的负极材料,其中,所述方法具体包括如下步骤:将粒径为6-10μm的针状焦和/或石油焦、粒径为10-50μm的绢云母,任选地粒径为10-30μm的三氧化二铁、粒径为10-30μm的硼酸和沥青混合,在200℃-800℃高温加热8-24h,然后经过3000℃高温石墨化8小时,制备得到所述负极材料。7.根据权利要求1-6任一项所述的负极材料,其中,所述负极材料的容量>360mah/g,同时满足>1.5c的充电倍率。根据本发明,所述负极材料的比表面积为1.3-2.5cm2/g。8.权利要求1-7任一项所述的负极材料的制备方法,所述方法包括如下步骤:将碳源、硼源、任选地铁源、硅酸盐混合,先经高温加热处理,再进行高温石墨化处理,
制备得到所述负极材料。9.一种负极,所述负极包括权利要求1-7任一项所述的负极材料。10.一种电池,所述电池包括权利要求9所述的负极。
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