一种负极材料及其制备方法和负极片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114420927A(43)申请公布日2022.04.29(21)申请号202210080093.8H01M10/054(2010.01)(22)申请日2022.01.24(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人章亚飞杨红新(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人周卫赛(51)Int.Cl.H01M4/583(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/13(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图3页(54)发明名称一种负极材料及其制备方法和负极片(57)摘要本发明提供了一种负极材料及其制备方法和负极片，该负极材料，包括碳基基体、掺杂元素源和膨化剂，所述掺杂元素源包括硝酸盐。膨化剂中氮元素的分解，产生的气体不断造孔使得碳基基体呈现疏松多孔的海绵状，独特的蜂窝状结构不仅具有很大的比表面积，有利于电解液的浸润，硝酸盐的搭配使用又提高了该蜂窝状结构的强度和稳定性，而且可以缓解负极材料在循环过程中的体积膨胀，提高材料的循环稳定性，改善循环跳水的缺陷，极大改善了循环衰减，解决球形负极材料在循环过程中的颗粒破碎、与极片分离等问题。CN114420927ACN114420927A权利要求书1/1页1.一种负极材料，其特征在于，包括碳基基体、掺杂元素源和膨化剂，所述掺杂元素源包括硝酸盐。2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述碳基基体、膨化剂与硝酸盐的质量比为20‑40:1‑10:20‑30；和/或，所述膨化剂选自水合肼、双氧水和氨水中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的负极材料，其特征在于，所述碳基基体选自肌氨酸、胱氨酸、丝氨酸和二氰二胺中的至少一种；和/或，所述硝酸盐选自九水合硝酸铝、六水合硝酸镍、六水合硝酸钴和三水合硝酸铜中的至少一种。4.根据权利要求1‑3中任一所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还满足如下(1)‑(4)中的至少一项：(1)所述掺杂元素源还包括磷源，优选地，所述磷源选自植酸、磷酸三甲酯和磷酸三丁脂中的至少一种；优选地，所述碳基基体与磷源的质量比为20‑40:20‑40；(2)所述掺杂元素源还包括硫源，优选地，所述硫源选自硫脲、硫代硫酰胺或硫基乙酸中的至少一种；优选地，所述碳基基体与硫源的质量比为20‑40:3.5‑8；(3)所述掺杂元素源还包括锡源，优选地，所述锡源选自草酸亚锡、硝酸锡、甲烷磺酸锡和乙烷磺酸锡中的至少一种；优选地，所述碳基基体与锡源的质量比为20‑40:2‑14；(4)所述掺杂元素源还包括镧系氧化物，优选地，所述镧系氧化物选自氧化镧、氧化铈和氧化钐中的至少一种；优选地，所述碳基基体与镧系氧化物的质量比为20‑40:2‑5。5.根据权利要求1‑4中任一所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还包括分散剂，优选地，所述分散剂选自聚乙烯醇缩丁醛酯、聚乙烯醇和聚醚中的至少一种；优选地，所述碳基基体与分散剂的质量比为20‑40:2‑4。6.一种权利要求1‑5中任一所述的负极材料的制备方法，包括如下步骤：将碳基基体、掺杂元素源和膨化剂分散于溶剂中，干燥，烧结，制得负极材料。7.根据权利要求6所述的负极材料的制备方法，其特征在于，还包括在溶剂中加入分散剂的步骤；和/或，物料在转速为200‑300rpm、温度为50‑60℃的条件下分散于溶剂中；和/或，干燥的温度为80‑100℃；和/或，在700‑850℃的惰性气氛下烧结，时间至少为15h；和/或，烧结之后待物料温度降至室温后从烧结容器中取出；和/或，所述溶剂为乙醇、水、甲苯、乙腈和N,N‑二甲基甲酰胺中的一种；和/或，碳基基体与溶剂的质量比为20‑40:90‑110。8.一种负极片，其特征在于，包括权利要求1‑5中任一所述的负极材料或者权利要求6或7所述的制备方法制得的负极材料。9.一种电池，其特征在于，包括权利要求8所述的负极片，还包括电池外壳、正极片、隔离膜和电解液。10.一种终端，其特征在于，包括权利要求9所述的电池，还包括终端壳体和电路板，所述电路板与电池电连接。2CN114420927A说明书1/9页一种负极材料及其制备方法和负极片技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种负极材料及其制备方法和负极片。背景技术[0002]在各种适用的储能技术中，碱金属离子电池作为便携式和大规模电力存储的通用电化学储能方式，成为近年来的研究热点。碱金属离子电池主要包括锂离子电池(LIB)、钠离子电池(SIB)和钾离子电池(PIB)等，由于处于同一主族，以上碱金属离子电池的工作原理类