复合负极材料及其制备方法、负极材料及锂离子电池.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CN112952075A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110520487.6(22)申请日2021.05.13(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人许鑫培江卫军陈思贤郑晓醒王鹏飞施泽涛(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人梁文惠(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/48(2010.01)H01M4/485(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图3页(54)发明名称复合负极材料及其制备方法、负极材料及锂离子电池(57)摘要本发明提供了一种复合负极材料及其制备方法、负极材料及锂离子电池。该复合负极材料包括缺陷型过渡金属氧化物和钛酸锂，其中，钛酸锂以包覆和/或掺杂的方式与缺陷型过渡金属氧化物复合，缺陷型过渡金属氧化物为二次颗粒，缺陷型过渡金属氧化物中的过渡金属元素选自钨、钇、锡中的任意一种。本申请一方面利用钛酸锂包覆和掺杂于缺陷型过渡金属氧化物使得极大地降低了缺陷型过渡金属氧化物与电解液副反应的几率。另一方面钛酸锂的“零应变性”极大地缓减了电池负极在脱嵌锂离子过程中的体积膨胀效应，从而进一步提高了该复合负极材料的稳定性，进而使得包括该复合负极材料的锂离子电池具有较高的循环后容量保持率。CN112952075ACN112952075A权利要求书1/1页1.一种复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料包括缺陷型过渡金属氧化物和钛酸锂，其中，所述钛酸锂以包覆和/或掺杂的方式与所述缺陷型过渡金属氧化物复合，所述缺陷型过渡金属氧化物为二次颗粒，所述缺陷型过渡金属氧化物中的过渡金属元素选自钨、钇、锡中的任意一种。2.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述缺陷型过渡金属氧化物和所述钛酸锂的质量比为1:0.005~1:0.03。3.根据权利要求1或2所述的复合负极材料，其特征在于，所述缺陷型过渡金属氧化物选自缺陷型氧化钨、缺陷型氧化钇、缺陷型氧化锡中的任意一种。4.根据权利要求1或2所述的复合负极材料，其特征在于，所述复合负极材料的平均粒2径为2.0~5.0μm，所述复合负极材料的比表面积为15.0~50.0m/g。5.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述二次颗粒的平均粒径为2.0~5.0μm，所述缺陷型过渡金属氧化物的二次颗粒由一次颗粒团聚而成，所述一次颗粒的平均粒径为200~500nm。6.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述钛酸锂的平均粒径为100~300nm。7.一种权利要求1至6中任一项所述复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将缺陷型过渡金属氧化物和钛酸锂进行干法混合，得到所述复合负极材料，其中，所述缺陷型过渡金属氧化物为二次颗粒。8.根据权利要求7所述复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述干法混合的过程中进行搅拌，所述搅拌的转速为2000~3000r/min，所述搅拌的时间为10~20min。9.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括权利要求1至6中任一项所述的复合负极材料。10.一种锂离子电池，包括负极片，其特征在于，所述负极片包括权利要求9所述的负极材料。2CN112952075A说明书1/9页复合负极材料及其制备方法、负极材料及锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种复合负极材料及其制备方法、负极材料及锂离子电池。背景技术[0002]锂离子电池能量密度高、循环性能优良，被广泛应用于汽车、电子产业等领域。在锂离子电池工作中通过锂离子在正极和负极之间来回移动，为了达到电化学平衡，在外部电路产生电流。其中，正极和负极起到锂离子的嵌入和脱出作用，因此，负极对锂离子的容纳效果决定了锂离子电池的性能。[0003]目前，已经实现商业化的负极材料一般是碳素材料（石墨、软碳、硬碳等）。但石墨材料作为常见的负极材料，其理论容量仅为372mAh/g、对锂离子的接纳能力较低、且与有机溶剂相容能力较差，从而易于和电解液发生反应而降低锂离子的脱嵌能力。硅基材料理论容量高达4200mAh/g，但是在脱嵌锂离子过程中的体积膨胀和收缩比较严重，从而容易造成材料结构的破坏和机械粉碎，进而表现出较差的循环性能。虽然过渡金属氧化物具有较好的理论容量和来源丰富的优势，但是也存在导电性较差的问题，现有技术中虽然有采用缺陷性过渡金属氧化物来提高过渡金属氧化物的导电性，但是导电性的改进有限，且由于缺陷性过渡金属氧化物的活性提高，使其易于在电解液中发生别的一些副反应，从而导致锂离子电池整体电学性能较差。发明内容[