【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池，具體涉及一種負極材料及其制備方法和鋰離子電池。
技術介紹
1、自從20世紀90年代，鋰離子電池商業化以來，鋰離子電池被廣泛應用到便攜式電子器件以及電動汽車中，改變了現代生活方式。由于低成本和良好的電化學可逆性，石墨在鋰離子電池負極材料領域取得了廣泛的成功。然而，石墨較差的倍率性能限制了鋰離子電池快充場景下的應用。因此，有必要提高石墨負極材料的快速充放電能力。
2、為了解決以上問題，目前的策略主要包括對石墨材料進行改性處理、進行包覆(比如在石墨上包覆聚合物、金屬氧化物等)、人工構建sei保護層、固態電解質等方法。
3、cn117613211a公開了一種al2o3包覆石墨負極材料及其制備方法和應用，該負極材料為一種核殼結構，包括al2o3外殼和球型石墨內核，球型石墨內核的外壁與所述al2o3外殼的內壁貼合，核殼之間保持有離散的孔隙。該方法可以在石墨表面包覆均勻的al2o3納米片/納米球層，包覆的材料其容量和首效率都得到明顯的提升。
4、cn114864916a公開了一種五氧化二鈮包覆石墨復合負極材料，五氧化二鈮的質量占比為1-15wt％，五氧化二鈮在石墨負極材料上形成均勻分布的包覆層，所述石墨負極材料為5-15μm的球形顆粒。該方法通過在石墨材料上包覆五氧化二鈮后，再燒結，形成t-五氧化二鈮，有效降低界面阻抗，提高石墨負極材料的循環穩定性和快速充電能力。
5、上述方法采用對石墨負極進行改性，生成金屬氧化物包覆在石墨表面制備成復合負極材料，雖然能夠在一定程度上提
6、“m?wu,z?wen,y?liu,x?wang,l?huang.electrochemical?behaviors?of?ali3nmodified?li?metal?electrode?in?secondary?lithium?batteries.journal?of?powersources,196(2011)8091-8097”(吳敏等,li3n改性鋰金屬電極在二次鋰電池中的電化學行為.能源雜志,196(2011)8091-8097)在室溫下，通過li和n2氣體的直接反應，成功地在鋰金屬表面制備出了一層li3n薄膜，在電極電解質界面處通過li3n改性人工構建形成了完整的sei膜，表征結果顯示，li3n保護膜在電解液中具有高穩定性，其結構緊密且致密，其厚度超過159.4nm，遠大于在原始鋰表面形成的天然sei膜的厚度。該sei膜在防止鋰電極在液體電解液中的腐蝕方面非常有效，從而降低了鋰|電解質界面的電阻，并使鋰離子從電解液擴散到鋰表面的平均短距離達到3.16×10-3cm。
7、采用人工構建的sei層對于改善石墨較差的倍率性能，長循環性能，降低鋰離子脫溶劑化能效果，提高鋰離子傳輸速率方面效果并不明顯，所含有機成分較多，無機成分較少，無法兼顧這些指標；其次，目前所報道的人工構建的sei層，通常不能夠在降低脫溶劑化能的同時擁有較高的離子電導率，柔性不夠，彈性模量較低，無法容納較大的體積膨脹，導致包覆后的電極材料所展現出的電化學性能并不盡如人意。
8、因此，亟需開發一種負極材料，具有較高的化學穩定性和結構穩定性，能夠緩解石墨負極材料在鋰化過程中由于體積膨脹而導致性能下降的問題，進而提升負極材料的電化學性能。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的人工構建的sei層不能在降低脫溶劑化性能的同時擁有較高的離子電導率，柔性不夠，彈性模量較低，無法容納較大的體積膨脹，導致電極材料的電化學性能差的問題，提供一種負極材料及其制備方法和鋰離子電池。
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種負極材料，其中，所述負極材料包括石墨以及附著在石墨表面的包覆層；
3、其中，所述包覆層包括銅基化合物。
4、本專利技術第二方面提供一種負極材料的制備方法，其中，所述方法包括以下步驟：
5、(1)在真空條件下，將含非金屬元素前驅體、含銅前驅體和石墨進行第一混合，得到混合物；
6、(2)將混合物進行第二混合、洗滌、干燥處理得到負極材料。
7、本專利技術第三方面提供本專利技術所述的方法制備得到的負極材料。
8、本專利技術第四方面提供一種鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池包括本專利技術所述的負極材料。
9、通過上述技術方案，本專利技術取得如下有益技術效果：本專利技術以石墨為原料與含非金屬元素前驅體和含銅前驅物混合，在石墨表面構建均勻的含銅基化合物的包覆層，增大負極的導電能力，提高sei膜的結構強度，從而使得負極材料同時具有高化學穩定性和高結構穩定性，有效提高負極材料鋰離子傳導能力和負極材料的電化學性能。
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1.一種負極材料，其特征在于，所述負極材料包括石墨以及附著在石墨表面的包覆層；
2.根據權利要求1所述的負極材料，其中，以所述負極材料的總質量為基準，所述石墨的含量為5-15wt％、銅元素的含量為1-10wt％；
3.根據權利要求1或2所述的負極材料，其中，所述負極材料的電導率為2×10-5-1.5×10-3cm/S、振實密度為1.5-2.2g/cm3、孔隙率為20％-40％、比表面積為6-12m2/g、粒度為8-25μm。
4.一種負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述石墨的粒徑為8-25μm，比表面積為5-10m2/g。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中，所述含非金屬元素前驅體選自含氮前驅體、含磷前驅體和含硫前驅體中的至少一種，優選為含氮前驅體；
7.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，所述含非金屬元素前驅體、含銅前驅體和石墨的質量比為1：(10-15)：(1-5)；
8.根據權利要求4-7中任意一項所述的方法，其中，所
9.一種權利要求4-8中任意一項所述的方法制得的負極材料。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括權利要求1-3、9中任意一項所述的負極材料。
...【技術特征摘要】
1.一種負極材料，其特征在于，所述負極材料包括石墨以及附著在石墨表面的包覆層；
2.根據權利要求1所述的負極材料，其中，以所述負極材料的總質量為基準，所述石墨的含量為5-15wt％、銅元素的含量為1-10wt％；
3.根據權利要求1或2所述的負極材料，其中，所述負極材料的電導率為2×10-5-1.5×10-3cm/s、振實密度為1.5-2.2g/cm3、孔隙率為20％-40％、比表面積為6-12m2/g、粒度為8-25μm。
4.一種負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述石墨的粒徑為8-25μm，比表面積為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李寧，芮明霞，吳鋒，蘇岳鋒，董宇，馬思遠，閆文剛，陳來，黃擎，劉偲，馮仁超，何繼壯，
申請(專利權)人：北京理工大學重慶創新中心，
類型：發明
國別省市：
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