【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池，具體涉及一種鋰離子電池負極材料及其制備方法、鋰離子電池負極極片以及鋰離子電池。
技術介紹
1、21世紀以來，煤炭、石油等化石能源日益減少，且大量化石能源的使用導致溫室效應等環境問題日益突出，發展新能源行業是大勢所趨。其中，鋰離子電池具有能量密度高、安全環保等優點，在電動汽車以及儲能領域都有廣闊的發展前景。
2、鋰離子電池負極通常為鱗片石墨，其具有高導電性以及穩定性，在鋰離子電池領域占據了絕大部分市場，然而由于石墨負極層間距小、儲鈉位點不足導致其比容量較低，且大功率性能較差，難以滿足未來新能源行業對高能量密度、長循環性能、優異倍率性能的要求。
3、硬碳負極通常通過生物質前驅體、瀝青、樹脂等材料在高溫惰性氣氛下脫氫脫氧碳化得到，其儲鋰位點多，且倍率性能優異，是一種非常有前景的鋰離子電池負極材料，但由于其石墨化程度不高，缺陷多，與電解液副反應多，導致庫倫效率低，循環性能較差。
4、cn116477615a公開了一種高倍率石墨負極材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：球化：將天然鱗片石墨進行球化處理，制成粒度為d50＝5-10μm的球形石墨；造粒：將所述球形石墨和碳源混合攪拌，進行表面包覆，制得包覆物；炭化：將包覆物升溫至1200-1350℃，炭化5.5-6h，制得負極材料；所述碳源和球形石墨的質量比為0.1-0.15:1，碳源為瀝青和硬碳樹脂的混合物或改性瀝青。其中的高倍率石墨負極材料具有碳源在石墨上包覆均勻，負極材料的倍率高，放電容量、循環性能優異的優點。但是該方法首先將鱗片
5、因此，亟需開發一種鋰離子電池負極材料及其制備方法、鋰離子電池負極極片以及鋰離子電池，使得鋰離子電池在容量、首周庫倫效率和倍率性能等方面表現優異。
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鋰電池負極材料低容量和庫倫效率、倍率性能差的問題，提供一種鋰離子電池負極材料及其制備方法、鋰離子電池負極極片以及鋰離子電池。
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種鋰離子電池負極材料，其中，所述負極材料包括：具有晶態結構的碳-ⅰ和具有非晶態結構的碳-ⅱ；
3、其中，所述碳-ⅰ與碳-ⅱ的重量比為1:(0.6-20)；
4、所述負極材料中，所述碳-ⅱ的石墨化度為1-2。
5、本專利技術第二方面提供一種鋰離子電池負極材料的制備方法，其中，所述制備方法包括：
6、將鱗片石墨與硬碳前驅體經球磨后進行碳化，得到負極材料；
7、其中，所述鱗片石墨與硬碳前驅體的質量比為1:(3-100)。
8、本專利技術第三方面提供一種由上述制備方法制得的負極材料。
9、本專利技術第四方面提供一種鋰離子電池負極極片，所述鋰離子電池負極極片包括上述負極材料。
10、本專利技術第五方面提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括上述鋰離子電池負極極片。
11、通過上述技術方案，本專利技術提供的技術方案獲得以下有益的效果：
12、(1)本專利技術提供的負極材料包括：具有晶態結構的碳-ⅰ和具有非晶態結構的碳-ⅱ，由于長程有序的碳-ⅰ與短程有序的碳-ⅱ的復合，并通過控制碳-ⅰ與碳-ⅱ的重量比及碳-ⅱ的石墨化度，有利于提高鋰離子擴散速率，且鱗片石墨的存在提高了硬碳前驅體高溫碳化過程中的結晶程度，并使碳-ⅰ均勻分布在碳-ⅱ之間，減少了碳-ⅱ表面上的缺陷位點，使得包含該負極材料的鋰離子電池具有優異的容量、首周庫倫效率和倍率性能。
13、2)本專利技術提供的負極材料的制備方法，通過控制鱗片石墨與硬碳前驅體的用量，從而影響負極材料的結構與性能。該制備方法簡單安全，成本低，且具有很好的連續性，適合大批量生產。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述負極材料包括：具有晶態結構的碳-Ⅰ和具有非晶態結構的碳-Ⅱ；
2.根據權利要求1所述的負極材料，其中，所述負極材料的XRD譜圖中，2θ為26.4°和54.6°的衍射峰的半峰寬在0.1°-0.5°。
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XRD譜圖中，2θ為22°-25°和42°-44°的衍射峰的半峰寬在0.8°-5°。
4.一種鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述鱗片石墨與硬碳前驅體的質量比為1:(5-50)。
6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其中，所述硬碳前驅體選自纖維素、木質素、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈和殼聚糖中的至少一種。
7.根據權利要求4-6中任意一項所述的制備方法，其中，所述球磨的條件包括：球磨用球的直徑為5-10mm，優選為6-8mm；球料質量比為(1-20):1，優選為(5-10):1；球磨的轉速為50-800rpm，優選為100-500rpm；時間
8.由權利要求4-7中任意一項所述的制備方法制得的負極材料。
9.一種鋰離子電池負極極片，其特征在于，所述鋰離子電池負極極片包括上述權利要求1-3和8中任意一項所述的負極材料。
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9所述的鋰離子電池負極極片。
...【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述負極材料包括：具有晶態結構的碳-ⅰ和具有非晶態結構的碳-ⅱ；
2.根據權利要求1所述的負極材料，其中，所述負極材料的xrd譜圖中，2θ為26.4°和54.6°的衍射峰的半峰寬在0.1°-0.5°。
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xrd譜圖中，2θ為22°-25°和42°-44°的衍射峰的半峰寬在0.8°-5°。
4.一種鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述鱗片石墨與硬碳前驅體的質量比為1:(5-50)。
6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其中，所述硬碳前驅...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李寧，陳勝，吳鋒，蘇岳鋒，閆文剛，馬思遠，董宇，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：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。