【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種鋰二次電池負(fù)極材料及其制備方法。具體地，本專利技術(shù)涉及一種可逆性提高的鋰二次電池負(fù)極材料及其制備方法，所述鋰二次電池負(fù)極材料包含突出于負(fù)極材料外部的碳納米管。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池是目前便攜式電子通信設(shè)備、電動(dòng)汽車、儲能設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的二次電池系統(tǒng)。與商用水基二次電池(ni-cd、ni-mh等)相比，這樣的鋰離子電池具有能量密度和工作電壓高以及自放電率相對小等優(yōu)點(diǎn)，因而受到關(guān)注。然而，當(dāng)考慮便攜式設(shè)備中更有效的使用時(shí)間和電動(dòng)汽車中的能源特性改善時(shí)，電化學(xué)特性改善仍然是有待解決的技術(shù)問題。因此，目前正在對正極、負(fù)極、電解液和隔膜等四種主要原材料進(jìn)行大量研究和開發(fā)。
2、在這些原材料中，表現(xiàn)出優(yōu)異的容量保持特性和效率的石墨基材料已經(jīng)商業(yè)化用于負(fù)極。然而，石墨基材料相對較低的理論容量值(lic6：372mah/g)和較低的放電容量比有些不足以滿足市場所需的電池高能量、高功率密度的特性。因此，許多研究人員對元素周期表中的第iv族元素(si、ge、sn)感興趣，其中特別是si因極高的理論容量(li15si4：3600mah/g)和低工作電壓(相對于li/li+～0.1v)特性而作為非常有吸引力的材料備受矚目。然而，一般的硅基負(fù)極材料在循環(huán)過程中表現(xiàn)出高達(dá)300％的體積變化以及低放電容量比特性，因此存在難以應(yīng)用于實(shí)際電池的缺陷。
3、為了解決這樣的問題，中國授權(quán)專利cn2006-10170615(byd)中公開了通過包含元素硅、石墨和無定形碳以及所述復(fù)合材料包含碳納米管，可以提高性能，并且韓國
4、因此，需要開發(fā)一種能夠控制電路徑損失以及解決性能劣化問題的技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、技術(shù)問題
2、本實(shí)施例旨在提供一種負(fù)極材料，由納米硅和碳組成的負(fù)極材料中添加機(jī)械強(qiáng)度和電導(dǎo)率優(yōu)異的線性碳納米管，通過與負(fù)極材料顆粒內(nèi)部的納米硅二維物理結(jié)合來彌補(bǔ)納米硅的電導(dǎo)率，從而提高充放電可逆性和膨脹特性。
3、另外，本實(shí)施例旨在提供一種負(fù)極材料，其形成突出于負(fù)極材料外部的碳納米管，從而提供負(fù)極材料顆粒之間的電路徑(path)，可以最大限度地減少構(gòu)建電池電極時(shí)額外的碳納米管的使用量。
4、技術(shù)方案
5、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的鋰二次電池負(fù)極材料，其是包含納米硅、結(jié)晶碳、無定形碳和碳納米管的鋰電池負(fù)極材料，所述碳納米管一端位于負(fù)極材料的內(nèi)部而另一端突出位于外部，突出于所述負(fù)極材料外部的碳納米管的平均長度可以是0.1μm至1μm范圍。
6、另外，突出于所述負(fù)極材料外部的碳納米管的平均長度可以是碳納米管總長度的0.5％至10％范圍。
7、還可以包含僅位于所述負(fù)極材料內(nèi)部的碳納米管。
8、相對于負(fù)極材料中包含的結(jié)晶碳和無定形碳的總重量，所述碳納米管含量可以是0.25重量％至1.5重量％范圍。
9、所述負(fù)極材料的比表面積可以是4m2/g至5.0m2/g范圍。
10、所述無定形碳可以是固定碳含量為70重量％以上且β樹脂值為25以上的煤瀝青，所述結(jié)晶碳可以包含選自天然石墨、人造石墨中的一種以上。
11、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的鋰二次電池負(fù)極材料的制備方法，其包含：將納米硅漿料、碳納米管漿料和結(jié)晶碳混合，以制備溶液的步驟；將所述溶液噴霧干燥，以制備第一前體的步驟；將所述第一前體和無定形碳混合后填充于模具，高溫加壓后，通過碳化來制備碳化塊的步驟；對所制備的碳化塊混合涂覆無定形碳，以制備第二前體的步驟；以及對所述第二前體進(jìn)行碳化和分級的步驟，將所述溶液噴霧干燥，以制備第一前體的步驟可以包含將所述第一前體的平均顆粒大小(d50)控制在8μm至30μm范圍的步驟。
12、另外，在控制所述第一前體的大小的步驟中，所述第一前體的平均顆粒大小(d50)可以控制在10μm至25μm范圍。
13、在所述將納米硅漿料、碳納米管漿料和結(jié)晶碳混合，以制備溶液的步驟中，相對于負(fù)極材料中包含的結(jié)晶碳和無定形碳的總重量，所述碳納米管含量可以是0.25重量％至1.5重量％范圍。
14、所制備的鋰二次電池負(fù)極材料中，所述碳納米管一端位于負(fù)極材料的內(nèi)部而另一端突出位于外部，突出于所述負(fù)極材料外部的碳納米管的平均長度可以是0.1μm至1μm范圍。
15、另外，突出于所述負(fù)極材料外部的碳納米管的平均長度可以是碳納米管總長度的0.5％至10％范圍。
16、專利技術(shù)效果
17、根據(jù)本實(shí)施例，負(fù)極材料包含貫穿內(nèi)部和外部并分散的碳納米管，從而改善負(fù)極材料內(nèi)部的納米硅的電導(dǎo)率以及提高負(fù)極材料外部的相鄰顆粒之間的接觸度，可以提高充放電可逆性。
18、因此，可以提高應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施例的負(fù)極材料的鋰離子電池的循環(huán)壽命。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
8.一種鋰二次電池負(fù)極材料的制備方法，其包含：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰二次電池負(fù)極材料的制備方法，其中，
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰二次電池負(fù)極材料的制備方法，其中，
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰二次電池負(fù)極材料的制備方法，其中，
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰二次電池負(fù)極材料的制備方法，其中，
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
1.一種鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極材料，其中，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉承宰，禹正圭，趙問圭，樸相垠，金龍中，樸宣鍾，姜銀兌，趙賢哲，
申請(專利權(quán))人：浦項(xiàng)控股股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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