石墨复合负极材料及其制备方法、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CN110247054A(43)申请公布日2019.09.17(21)申请号201910577952.2(22)申请日2019.06.28(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华城中路168号(72)发明人赵晓锋(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵天月(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书12页附图2页(54)发明名称石墨复合负极材料及其制备方法、电池(57)摘要本发明公开了石墨复合负极材料及其制备方法、电池。具体地，本发明提出了一种石墨复合负极材料，包括：石墨内核，以及包覆在所述石墨内核外侧的包覆层，所述包覆层包括掺杂钛和锂的多孔硬碳复合材料。由此，该掺杂钛和锂的多孔硬碳复合材料包覆层，可以提高利用该石墨复合负极材料制备的负极在充放电过程中的锂离子嵌出速率，使负极的倍率性能以及循环性能良好，提高了利用该负极的电池的快充性能和安全性能等。CN110247054ACN110247054A权利要求书1/2页1.一种石墨复合负极材料，其特征在于，包括：石墨内核，以及包覆在所述石墨内核外侧的包覆层，所述包覆层包括掺杂钛和锂的多孔硬碳复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨复合负极材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为1～5μm；任选地，所述石墨内核包括人造石墨，所述人造石墨的粒径为3～10μm；任选地，所述石墨复合负极材料的粒径为4～15μm。3.一种制备权利要求1或2所述的石墨复合负极材料的方法，其特征在于，包括：将有机钛修饰的硬碳前驱体和第一溶剂混合，形成第一混合液；将所述第一混合液放入高压反应釜中进行反应，形成反应产物；对所述反应产物依次进行过滤、冷冻干燥处理以及第一碳化处理，得到掺杂钛的多孔硬碳复合基体；将所述掺杂钛的多孔硬碳复合基体、锂源以及第二溶剂混合并搅拌，形成第二混合液；在所述第二混合液中加入石墨，并进行第二碳化处理，得到所述石墨复合负极材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述形成第一混合液进一步包括：将石墨烯和所述有机钛修饰的硬碳前驱体以及所述第一溶剂混合，所述有机钛修饰的硬碳前驱体和所述石墨烯的质量比为100：(1～5)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一混合液中，所述有机钛修饰的硬碳前驱体的浓度为5～20wt％；任选地，所述有机钛修饰的硬碳前驱体包括有机钛环氧树脂；任选地，所述第一溶剂包括：甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、丁醇、甲乙酮、环己酮、乙酸乙酯中的至少一种。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述第一混合液放入高压反应釜中进行反应时，反应温度为60～120℃，反应压强为1～5MPa，反应时间为1～3h；任选地，所述第一碳化处理在惰性气体氛围中进行，碳化温度为400～600℃，碳化时间为5～8h。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二混合液中，所述锂源和所述掺杂钛的多孔硬碳复合基体的质量比为1：(2～30)；任选地，所述在所述第二混合液中加入石墨后，所述石墨和所述掺杂钛的多孔硬碳复合基体的质量比为(3～20)：1；任选地，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、锆酸锂、钒酸锂、钛酸锂中的至少一种。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述形成第二混合液之后，所述方法进一步包括：对所述第二混合液进行干燥，形成掺杂钛和锂的多孔硬碳复合材料；将所述掺杂钛和锂的多孔硬碳复合材料加入有机碳溶液中，并进行搅拌，再进行所述第二碳化处理，其中，所述有机碳溶液的浓度为1～5wt％，所述有机碳溶液和所述石墨的质量比为5：(1～2)。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二碳化处理在惰性气体氛围中进行，碳化温度为500～700℃，碳化时间为2～5h。10.一种电池，其特征在于，包括：2CN110247054A权利要求书2/2页正极；负极，所述负极包括权利要求1或2所述的石墨复合负极材料或权利要求3～9任一项所述的方法所制备的石墨复合负极材料；隔膜，所述隔膜设置在所述正极与所述负极之间；以及电解液，所述正极的至少一部分、所述负极的至少一部分以及所述隔膜的至少一部分浸没在所述电解液中。3CN110247054A说明书1/12页石墨复合负极材料及其制备方法、电池技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及石墨复合负极材料及其制备方法、电池。背景技术[0002]目前，锂离子电池因其电压稳定、容量高、能量密度大、循环寿命长、环境友好等优势，被广泛应用于摄像机、移动电话、笔记本电脑、电动交通工具等设备上。锂离子电池的负极材料是决定其性能的关键因素，其中，石墨材料因