CN110323426A - 包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 - Google Patents
包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110323426A CN110323426A CN201910566445.9A CN201910566445A CN110323426A CN 110323426 A CN110323426 A CN 110323426A CN 201910566445 A CN201910566445 A CN 201910566445A CN 110323426 A CN110323426 A CN 110323426A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- covering material
- negative electrode
- graphite
- resin
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池，包覆材料按质量分数包括：沥青40‑99.5％，树脂0.5‑60％；所述包覆材料粒径为D50为0.1‑5um。本包覆材料粒度小，包覆石墨形成负极材料时，可以将石墨均匀包覆，比表面积稳定，包含有该负极材料的锂离子电池倍率性能优异，循环性能好；且制备包覆材料的方法简单，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池。
背景技术
现有锂离子电池中，大多采用石墨做为负极材料，但是，现在用的石墨比表面积大、缺陷多、与电解液的适应性差。
现也有采用表面改性技术在石墨表面进行改性，例如：采用高分子有机物包裹石墨，即以石墨为“核”，包覆层为“壳”的“核-壳”型结构。但是，现有的包覆层材料对石墨表面包覆不均匀，导致比表面积不稳定，倍率性能差，循环性能不好。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池，本包覆材料粒度小，包覆石墨形成负极材料时，可以将石墨均匀包覆。
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
沥青 40-99.5％
树脂 0.5-60％；
所述包覆材料粒径为D50为0.1-5um。
优选地，包覆材料按质量分数包括：
沥青 90-95％
树脂 5-10％；
所述包覆材料粒径为D50为0.5-1um。
优选地，所述沥青为石油沥青、煤沥青、碳纤维可纺沥青以及浸渍沥青中的一种或多种。
优选地，所述树脂为酚醛树脂、环氧树脂、石油树脂、三聚氰胺甲醛树脂、COPNA树脂以及三聚氰胺丙烯酸树脂中的一种或多种。
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将沥青以及树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为5-300r/min，200-800℃温度下，聚合2-12h，得到包覆材料。
优选地，方法具体为：
将沥青以及树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为45-70r/min，400-600℃温度，惰性气氛下，聚合4-6h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-273-0℃，处理0-24h得到粒径为D50为0.1-5um包覆材料。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，所述包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 75-99.5％
包覆材料 0.5-25％。
优选地，所述石墨质量分数为97-99％，所述石墨为人造石墨或天然石墨或二者的混合。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为600-1500℃，炭化4-14h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
本发明提供了一种包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池电池，本包覆材料粒度小，包覆石墨形成负极材料时，可以将石墨均匀包覆，比表面积稳定，包含有该负极材料的锂离子电池倍率性能优异，循环性能好；且制备包覆材料的方法简单，适用于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例的效果表征图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为具体实施例4负极材料透镜扫描图(TEM)；
图2为对比例3负极材料透镜扫描图(TEM)；
图3为具体实施例6锂离子电池充放电循环图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
沥青 40-99.5％
树脂 0.5-60％；
较优地，包覆材料按质量分数包括：
沥青 90-95％
树脂 5-10％；
包覆材料粒径D50为0.1-5um，较优地，D50为0.5-1um。
沥青为石油沥青、煤沥青、碳纤维可纺沥青以及浸渍沥青中的一种或多种，当然，还可以采用树脂材料以及其他可用于包覆的高分子材料；沥青为石油沥青或煤沥青中的一种或二者的混合时，其喹啉不容物(QI)≤1％，软化点(SP)≤80℃，较优选地，QI≤0.1％，SP在45-65℃。
树脂为酚醛树脂、环氧树脂、石油树脂、三聚氰胺甲醛树脂、COPNA树脂以及三聚氰胺丙烯酸树脂中的一种或多种；最好选用三聚氰胺甲醛树脂以及三聚氰胺丙烯酸树脂的混合。树脂可以为粉体类树脂(其粒径D50≤20um)或液体类树脂，优选的粉体树脂D50≤3-5um，当然，液体类树脂最好。
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将沥青以及树脂加入至反应釜中，搅拌速度为5-300r/min，200-800℃温度下，惰性气氛下，聚合2-12h，得到前驱体包覆材料；前驱体包覆材料，其残碳值为40％-70％，典型的为60％，灰分≤1％；搅拌速度可优选为45-70r/min，聚合温度可选为400-600℃，聚合时间可选为4-6h，聚合时的压力为常压，惰性气氛为氮气；
将前驱体包覆材料进行粗破，粗破机器为普通粉碎机，包括颚式破碎机、机械粉碎机、雷蒙磨等；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-273-0℃，处理0-24h得到包覆材料。
其具体为：将前驱体包覆材料用低温冷介质进行处理，包括粉碎前的低温预处理和粉碎过程中的低温保持。低温粉碎技术，为利用低温处理使得高分子包覆材料处于玻璃化温度以下，呈现出良好的脆性，更容易粉碎至更小的粒径，这些小粒径的包覆材料可以非常均匀的包覆在石墨材料表面，形成更加完善的“壳”结构，包裹住整个石墨颗粒，使得负极材料成品的均一性更好，电化学性能更优。粉碎一般采用雷蒙磨、机械磨、气流磨等方法；低温处理的方法或介质包括：冷冻、冰、液氮、干冰、液氧、液氦等低温介质。粉碎后包覆材料的粒径为D50＝0.1-5um,一般的为3um，优选为0.5-1um。
通过沥青和树脂在反应釜中已均匀分散并结合，在聚合的作用下形成各向同性结构，软碳和硬碳均匀结合，材料纯度高，可以充分发挥软碳和硬碳的性能，且在包覆炭化依然能更好的保持，氰类树脂的添加引入了较多的N元素，使得此类材料包覆后的锂离子电池负极倍率性能更好。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 75-99.5％
包覆材料 0.5-25％。
石墨较优的质量分数为97-99％，石墨为人造石墨或天然石墨或二者的混合。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为600-1500℃，炭化4-14h，得到负极材料。
包覆材料粒度小，包覆石墨形成负极材料时，可以将石墨均匀包覆，比表面积稳定。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。包含有该负极材料的锂离子电池倍率性能优异，循环性能好。
具体实施例1
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
石油沥青 99.5％
酚醛树脂 0.5％；
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将石油沥青以及酚醛树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为5r/min，800℃温度下，惰性气氛下，聚合2h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-273℃，处理0.1h得到包覆材料。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
人造石墨 99.5％
包覆材料 0.5％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及人造石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为1500℃，炭化4h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例2
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
碳纤维可纺沥青 90％
环氧树脂 10％；
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将碳纤维可纺沥青以及环氧树脂加入至反应釜中，在搅拌速度70r/min，400℃温度下，惰性气氛下，聚合6h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-30℃，处理20h得到包覆材料。
一种负极材料，包括天然石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于天然石墨表面，按质量分数：
天然石墨 97％
包覆材料 3％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及天然石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为1200℃，炭化6h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例3
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
煤沥青 40％
石油树脂 60％；
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将煤沥青以及石油树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为300r/min，200℃温度下，惰性气氛下，聚合12h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为0℃，处理24h得到包覆材料。
一种负极材料，包括人造石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于人造石墨表面，按质量分数：
人造石墨 75％
包覆材料 25％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及人造石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为600℃，炭化14h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例4
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
浸渍沥青 95％
三聚氰胺甲醛树脂 5％；
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将浸渍沥青以及三聚氰胺甲醛树脂加入至反应釜中，在搅拌速度45r/min，600℃温度下，惰性气氛下，聚合4h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-150℃，处理3h得到包覆材料。
一种负极材料，包括天然石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于天然石墨表面，按质量分数：
天然石墨 99.5％
包覆材料 0.5％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及天然石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为800℃，炭化12h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例5
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
煤沥青 95％
三聚氰胺甲醛树脂颗粒 5％；
其中，煤沥青QI含量为0.1％，SP为65℃；三聚氰胺甲醛树脂颗粒的D50为15um。
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将煤沥青以及三聚氰胺甲醛树脂颗粒加入至反应釜中，在搅拌速度为50r/min，400℃温度下，氮气气氛下，聚合6h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料在机械式液氮低温粉碎机中进行粉碎，温度为-30℃，处理8h得到包覆材料。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 99％
包覆材料 1％。
石墨为人造石墨以及天然石墨的混合；
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为1100℃，炭化7h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例6
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
石油沥青 90％
液态三聚氰胺甲醛树脂 10％；
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将石油沥青以及液态三聚氰胺甲醛树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为80r/min，500℃温度下，惰性气氛下，聚合10h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-60℃，处理10h得到包覆材料。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 99％
包覆材料 1％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为1200℃，炭化5h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例7
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
浸渍沥青 70％
COPNA树脂 30％；
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将浸渍沥青以及COPNA树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为250r/min，300℃温度下，惰性气氛下，聚合5h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-150℃，处理2h得到包覆材料。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 80％
包覆材料 20％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为1300℃，炭化9h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
具体实施例8
一种包覆材料，包覆材料按质量分数包括：
一种包覆材料的制备方法，方法包括：
将沥青以及树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为150r/min，500℃温度下，惰性气氛下，聚合4h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-20℃，处理20h得到包覆材料。
一种负极材料，包括石墨以及上述的包覆材料，包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 85％
包覆材料 15％。
一种负极材料的制备方法，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为1000℃，炭化8h，得到负极材料。
一种锂离子电池，包括正极材料、电解液、隔膜以及上述的负极材料。
对比例1
将普通中温沥青(QI含量6.5％，SP为65℃)置于搅拌釜内，并向其中加入5％的液态三聚氰胺甲醛树脂，并在50r/min、400℃、氮气气氛下进行热聚合6h，得到包覆材料前驱体，将该前驱体在机械式液氮低温粉碎机中进行粉碎，并用它来包覆天然石墨材料，包覆比例为1％，碳化温度1100℃，得到负极材料。
对比例2
将市售高温沥青(大连明强，SP为200℃)在机械式液氮低温粉碎机中进行粉碎，并用它来包覆天然石墨以及人造石墨的混合材料，包覆比例为1％，碳化温度1100℃，得到负极材料。
对比例3
将市售高温沥青(大连明强，SP为200℃)在普通气流粉碎机中进行粉碎，并用它来包覆石墨材料，包覆比例为1％，碳化温度1100℃，得到负极材料。
对具体实施例1-8以及对比实施例1-3中的包覆材料进行粉碎后粒度、每百公斤粉碎时间以及每百公斤粉碎收得率进行测试，结果列于下表；
| 具体实施例 | 粒度D50 | 每百公斤粉碎时间 | 每百公斤粉碎收得率 |
| 1 | 300nm | 60min | 91％ |
| 2 | 900nm | 50min | 90％ |
| 3 | 2000nm | 80min | 92％ |
| 4 | 500nm | 100min | 94％ |
| 5 | 1000nm | 55min | 92％ |
| 6 | 700nm | 55min | 92％ |
| 7 | 800nm | 55min | 92％ |
| 8 | 800nm | 55min | 92％ |
| 对比例1 | 1500nm | 65min | 91％ |
| 对比例2 | 1800nm | 65min | 84％ |
| 对比例3 | 6000nm | 110min | 78％ |
由上表可知：具体实施例1-8相对于对比例1-3的包覆材料在粉碎后粒度、每百公斤粉碎时间以及每百公斤粉碎收得率性能方面都有较大幅度的提升。包覆材料粒度D50更小，最小可以达到300nm；且在每百公斤粉碎时间方面，具体实施例相较于对比例时间更短；在每百公斤粉碎收得率方面，具体实施例相较于对比例收得率更高。
对具体实施例1-8以及对比实施例1-3中负极材料及锂离子电池分别进行粒径、比表面积、振实密度、首次效率、容量以及灰分等测试；测试使用的仪器名称及型号分别为：粒径，激光粒度分布仪MS3000；比表面积，精微高博JW-BK300比表仪；振实密度，FZS4-4B振实密度测定仪；灰分，高温马弗炉。采用半电池测试方法对锂离子电池进行放电容量以及首次效率的测试，采用全电池测试方法对具体实施例1-8和对比例1-3的负极材料组装的锂离子电池进行测试，全电池测试方法为：以具体实施例1-8和对比例1-3的负极材料作为负极，以NCM523作为正极，1M LiPF6+EC：DMC：EMC＝1：1：1(体积比)溶液作电解液装配成全电池，相关结果列于下表；
从上表可以看出，具体实施例1-8相对于对比例1-3的负极材料及锂离子电池，负极材料的粒度、比表面积、振实密度以及灰度，差别倒是不大，这是由于负极材料的粒度主要是石墨决定的，但是，具体实施例1-8负极材料的比表面更加稳定；且在锂离子电池的容量、首效以及4C充电恒流比(即4C恒流充电容量/分容容量)方面，具体实施例1-8相对于对比例1-3的锂离子电池性能更加优越，即容量大，首效高，恒流比大；同时，恒流比越大也表明具体实施例1-8锂离子电池倍率性能越好；同时，负极材料电解液适应性好。
请参看图1以及图2，以具体实施例4与对比例3对比为例：图1为具体实施例4负极材料TEM图，从图中可以看出，包覆材料非常地均匀包覆在石墨表面，图2为对比例3负极材料TEM，从图中可以看出，包覆材料不均匀地包覆在石墨表面。相应的，具体实施例1-8相较于对比例1-3，负极材料的包覆材料都较为均匀地包覆在石墨表面上。
请参看图3，为具体实施例6锂离子电池充放电循环图；测试条件为：在室温(25℃)下，搁置10分钟，进行4C恒流恒压充电(截止电压4.2V、截止电流0.05C)，搁置10分钟，进行2C恒流放电(截止电压2.8V)，如此往复。选取当次循环的放电容量除以首次放电容量，得到该循环周数(cycle no.)下的容量保持率(Capacity retention)，如图3；循环可以达到2600周期，容量依然可以保持在80％以上，循环性能优异。
本发明中的包覆材料制备方法，同样适用于硅基负极材料的制备中。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本文进行了详细的介绍，应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种包覆材料，其特征在于，包覆材料按质量分数包括：
沥青 40-99.5％
树脂 0.5-60％；
所述包覆材料粒径为D50为0.1-5um。
2.根据权利要求1所述的包覆材料，其特征在于，包覆材料按质量分数包括：
沥青 90-95％
树脂 5-10％；
所述包覆材料粒径为D50为0.5-1um。
3.根据权利要求1-2任一所述的包覆材料，其特征在于，所述沥青为石油沥青、煤沥青、碳纤维可纺沥青以及浸渍沥青中的一种或多种。
4.根据权利要求1-2任一所述的包覆材料，其特征在于，所述树脂为酚醛树脂、环氧树脂、石油树脂、三聚氰胺甲醛树脂、COPNA树脂以及三聚氰胺丙烯酸树脂中的一种或多种。
5.一种包覆材料的制备方法，其特征在于，方法包括：
将沥青以及树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为5-300r/min，200-800℃温度下，聚合2-12h，得到包覆材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，方法具体为：
将沥青以及树脂加入至反应釜中，在搅拌速度为45-70r/min，400-600℃温度，惰性气氛下，聚合4-6h，得到前驱体包覆材料；
将前驱体包覆材料进行粗破；
对粗破后的前驱体包覆材料进行低温粉碎，温度为-273-0℃，处理0-24h得到粒径为D50为0.1-5um包覆材料。
7.一种负极材料，其特征在于，包括石墨以及权利要求1-4任一所述的包覆材料，所述包覆材料包覆于石墨表面，按质量分数：
石墨 75-99.5％
包覆材料 0.5-25％。
8.根据权利要求7所述的负极材料，其特征在于，所述石墨质量分数为97-99％，所述石墨为人造石墨或天然石墨或二者的混合。
9.一种负极材料的制备方法，其特征在于，方法包括：
将包覆材料以及石墨进行混合，包覆，得到混合包覆材料；
将混合包覆材料进行碳化，炭化温度为600-1500℃，炭化4-14h，得到负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极材料、电解液、隔膜以及权利要求7-8任一所述的负极材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910566445.9A CN110323426A (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910566445.9A CN110323426A (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110323426A true CN110323426A (zh) | 2019-10-11 |
Family
ID=68121265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910566445.9A Pending CN110323426A (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110323426A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112349894A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-09 | 武汉大学 | 一种锂电池电极材料的制备方法及快速锂离子传导界面的构筑方法 |
| CN114497546A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 石墨负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN114715875A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-08 | 宁波大学 | 一种薄层碳基材料的制备方法及其作为电池材料的用途 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1585172A (zh) * | 2004-06-12 | 2005-02-23 | 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 | 锂离子电池石墨负极材料及制造方法 |
| CN101162775A (zh) * | 2006-10-10 | 2008-04-16 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种高性能锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN101339987A (zh) * | 2008-07-21 | 2009-01-07 | 长沙市海容电子材料有限公司 | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN101798079A (zh) * | 2009-02-11 | 2010-08-11 | 长沙海容新材料股份有限公司 | 一种锂离子动力电池负极材料及其制备方法 |
| CN103035919A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-10 | 深圳市斯诺实业发展有限公司永丰县分公司 | 一种锂离子动力电池改性石墨负极材料的制备方法 |
| CN103311514A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-18 | 深圳市斯诺实业发展有限公司永丰县分公司 | 一种改性锂离子电池石墨负极材料的制备方法 |
| CN105070899A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-18 | 田东 | 一种锂离子动力电池负极材料的制备方法 |
| CN106531979A (zh) * | 2015-11-16 | 2017-03-22 | 上海杉杉科技有限公司 | 一种高倍率性能锂离子电池负极材料的制备方法 |
| US20190074539A1 (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-07 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Lithium ion secondary battery |
-
2019
- 2019-06-27 CN CN201910566445.9A patent/CN110323426A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1585172A (zh) * | 2004-06-12 | 2005-02-23 | 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 | 锂离子电池石墨负极材料及制造方法 |
| CN101162775A (zh) * | 2006-10-10 | 2008-04-16 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种高性能锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN101339987A (zh) * | 2008-07-21 | 2009-01-07 | 长沙市海容电子材料有限公司 | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN101798079A (zh) * | 2009-02-11 | 2010-08-11 | 长沙海容新材料股份有限公司 | 一种锂离子动力电池负极材料及其制备方法 |
| CN103035919A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-10 | 深圳市斯诺实业发展有限公司永丰县分公司 | 一种锂离子动力电池改性石墨负极材料的制备方法 |
| CN103606681A (zh) * | 2012-12-14 | 2014-02-26 | 深圳市斯诺实业发展有限公司永丰县分公司 | 一种锂离子电池负极包覆层复合材料的制备方法 |
| CN103311514A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-18 | 深圳市斯诺实业发展有限公司永丰县分公司 | 一种改性锂离子电池石墨负极材料的制备方法 |
| CN105070899A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-18 | 田东 | 一种锂离子动力电池负极材料的制备方法 |
| WO2017024891A1 (zh) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 田东 | 一种锂离子动力电池负极材料的制备方法 |
| CN106531979A (zh) * | 2015-11-16 | 2017-03-22 | 上海杉杉科技有限公司 | 一种高倍率性能锂离子电池负极材料的制备方法 |
| US20190074539A1 (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-07 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Lithium ion secondary battery |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| SONG WEN-SHENG ETAL.: "Relations between crystallinity and electric performance of carbon anode materials for Li-ion battery", CHINESE JOURNAL OF POWER SOURCES, vol. 26, no. 6, pages 428 - 430 * |
| 闫春泽 等: "高分子材料3D打印成形原理与试验", 武汉：华中科技大学出版社, pages: 66 - 67 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112349894A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-09 | 武汉大学 | 一种锂电池电极材料的制备方法及快速锂离子传导界面的构筑方法 |
| CN112349894B (zh) * | 2020-10-12 | 2021-10-22 | 武汉大学 | 一种锂电池电极材料的制备方法及快速锂离子传导界面的构筑方法 |
| CN114497546A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 石墨负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN114715875A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-08 | 宁波大学 | 一种薄层碳基材料的制备方法及其作为电池材料的用途 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110323426A (zh) | 包覆材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 | |
| CN108832091A (zh) | 一种长循环改性石墨基复合材料、其制备方法及包含该材料的锂离子电池 | |
| CN109921018A (zh) | 钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法 | |
| CN112645300B (zh) | 一种硬碳负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用 | |
| CN111232971B (zh) | 一种长循环天然石墨基改性复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN110323481A (zh) | 一种高倍率软包电池的热压化成方法 | |
| CN101108918B (zh) | 用作锂离子电池负极包覆层材料的高软化点沥青及其制备 | |
| CN102195036B (zh) | 一种表面改性的石墨化中间相炭微粉及其制备方法 | |
| CN104143635A (zh) | 一种人造石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN109970052B (zh) | 一种天然石墨造粒及二次包覆改性的方法 | |
| CN106395811B (zh) | 一种低膨胀长循环天然石墨的制备方法 | |
| CN112421001B (zh) | 高倍率双层包覆石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法 | |
| KR101459729B1 (ko) | 흑연 복합재 및 그 제조 방법 | |
| CN104143641A (zh) | 一种中间相负极材料及其制备方法 | |
| CN113526500A (zh) | 一种高性能人造石墨负极材料的制备方法 | |
| CN104868159A (zh) | 一种改性石墨负极材料的制备方法 | |
| CN114314580A (zh) | 一种复合石墨负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN108615888A (zh) | 锂离子电池用生物质炭纤维负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN103855395A (zh) | 一种锂离子电池天然石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN110156005A (zh) | 一种快充锂离子电池用的石墨负极材料的制备方法 | |
| CN110921659A (zh) | 一种高容量人造石墨负极材料的制备方法 | |
| CN108075110A (zh) | 锂离子电池用负极复合材料及锂离子电池 | |
| CN107146880A (zh) | 一种高倍率快充石墨的制备方法 | |
| CN109256547A (zh) | 一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法 | |
| CN115036479A (zh) | 一种复合负极材料及其制备方法与钠离子电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230913 Address after: No. 46, Qingfu Anshijia, Guoxiangqiao Village, Lanjiang Street, Yuyao City, Ningbo City, Zhejiang Province, 315402 Applicant after: Yuyao Haitai Trading Co.,Ltd. Address before: Room g0232, headquarters building, Changsha Zhongdian Software Park, No. 39, Jianshan Road, high tech Development Zone, Changsha City, Hunan Province, 410013 Applicant before: Thornton New Energy Technology (Changsha) Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |