长循环锂电池负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116014127A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211634265.8H01M10/052(2010.01)(22)申请日2022.12.19H01M4/02(2006.01)(71)申请人杰瑞新能源科技有限公司地址741024甘肃省天水市甘谷县天水经济技术开发区冀城产业园申请人杰瑞新能源科技（常州）有限公司(72)发明人王利超王晓伟刘志民李帮健郜鹏程(74)专利代理机构深圳智汇远见知识产权代理有限公司44481专利代理师赵烁(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M4/1393(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称长循环锂电池负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池(57)摘要本申请涉及锂离子电池领域，公开了一种长循环锂电池负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池。本申请负极材料包括内核、包覆内核的中间层以及包覆中间层的外层；所述内核包括碳基负极活性物质，所述中间层包括氟掺杂无定形碳，所述外层包括成膜辅助剂。本申请在碳基负极活性物质表面包覆氟掺杂无定形碳层，可以有效抑制溶剂化锂离子的共嵌入，阻止循环过程中活性材料的结构破坏，尤以采用气相沉积包覆工艺形成的氟掺杂无定形碳层效果最好；而在外层表面均匀负载成膜辅助剂层，有利于负极表面形成均匀、稳定的SEI膜，保障所组装的电池的循环性能、稳定性和使用寿命。CN116014127ACN116014127A权利要求书1/1页1.一种长循环锂电池负极材料，其特征在于，包括内核、包覆内核的中间层以及包覆中间层的外层；所述内核包括碳基负极活性物质，所述中间层包括氟掺杂无定形碳，所述外层包括成膜辅助剂。2.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，所述碳基负极活性物质和氟掺杂无定形碳总质量与成膜辅助剂的质量比为100:0.1‑1。3.根据权利要求1或2所述负极材料，其特征在于，所述碳基负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳、中间相碳微球中的一种或两种以上。4.根据权利要求1或2所述负极材料，其特征在于，所述氟掺杂无定形碳由碳源和氟源经气相包覆和/或高温碳化形成。5.根据权利要求4所述负极材料，其特征在于，所述碳源为气态碳源，所述气态碳源包括C1‑C4的烷烃、C2‑C4的烯烃、C2‑C4的炔烃中的一种或两种以上。6.根据权利要求4所述负极材料，其特征在于，所述氟源为气态氟源，所述气态氟源包括四氟化碳、三氟甲烷、二氟甲烷、八氟环丁烷、全氟丁二烯、八氟环戊烯中的一种或两种以上。7.根据权利要求1或2所述负极材料，其特征在于，所述成膜辅助剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、烯丙基碳酸乙酯、乙烯基乙酸酯、儿茶酚碳酸酯中的一种或两种以上。8.权利要求1所述负极材料的制备方法，其特征在于，包括：在碳源和氟源环境中对所述碳基负极活性物质进行气相包覆和/或高温处理形成氟掺杂无定形碳包覆层，获得氟掺杂无定形碳包覆碳基负极中间体；向成膜辅助剂溶液中添加氟掺杂无定形碳包覆碳基负极中间体，分散均匀，喷雾干燥，获得所述负极材料。9.一种负极极片，其特征在于，以权利要求1‑8任意一项所述的负极材料作为活性材料。10.一种锂电池，其特征在于，包括正极极片、隔膜、电解液和权利要求9所述负极极片。2CN116014127A说明书1/8页长循环锂电池负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池技术领域[0001]本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种长循环锂电池负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池。背景技术[0002]随着能源和环境问题的持续发展，新能源的开发及利用成为迫切需求，锂离子电池作为先进、高效的储能装置，得到了广泛关注和极大发展，锂离子电池具有能量密度高、功率密度大、自放电率低、安全性高等优点，被广泛应用于新能源汽车、储能、消费电子等领域，随着市场及储能领域的不断发展，对锂离子电池的循环要求越来越高。[0003]目前锂离子电池负极材料主要是石墨，石墨负极材料在首次充放电过程中会在负极片和电解液界面形成一层固体电解质膜(SEI)，是电子的绝缘体，锂离子的优良导体，同时可以隔绝负极材料与电解液的接触，防止溶剂化锂离子插入而导致的负极材料结构破坏。为改善SEI膜的稳定性，业内一般采取在电解液中加入成膜添加剂的手段，成膜添加剂有不饱和酯类、含硫添加剂、锂盐添加剂、无机化合物添加剂和其他添加剂，其作用一般是优先于电解液分子发生还原反应，抑制对电解液溶剂的分解，形成稳定的SEI膜，防止对电极的破坏。但是电解液中的成膜添加剂不仅作用于负极，同时对正极也有影响，例如最具代表性的负极成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)，能够在负极表面形成稳定的