一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法与流程

1.本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法。


背景技术：

2.锂离子电池由于其高电压、高比能量、较长的循环寿命、较好的安全性能等优点，近年来在移动通讯、电子设备、电动车等领域已经得到了非常广泛的应用，逐渐取代了传统的铅酸电池等化学电源。大力开发锂离子电池已成为当前在新能源材料领域的工作重点。
3.在锂离子电池中，电极材料是决定锂离子电池性能的关键因素。虽然负极材料电池体系中所占的成本较低，但对电池的循环寿命影响却较大。目前，碳材料中的石墨类由于储量丰富、价格低廉、比容量高以及电压平台低等优点，成为商业化锂离子电池最常用的负极活性材料。但由于石墨类碳材料较低的理论容量(372mah/g)以及较低的比能量密度，又无法满足电池的长续航、高功率的要求，因此迫切需要开发一款具有高能量密度的电极材料。
4.硅是一种在地球上储量丰富的元素，与此同时硅负极还具有较高的理论比容量(4200mah/g)，较低的嵌入电位(《0.5v)，因此对硅负极的开发，在高能量密度电池领域具有十分重要的意义。然而，硅在嵌/脱锂过程中往往伴随着巨大的体积膨胀现象(约300％)，极易对材料的结构造成破坏和粉碎，使得容量快速衰减，这也极大的缩减了电池的循环寿命；另外，硅基材料还存在着自身导电性较低以及充放电过程中形成的不稳定的sei膜等问题，这些问题都严重限制了硅基负极材料的进一步发展。
5.cn 113964307 a中公开一种核壳结构锂离子电池硅碳负极材料，核壳结构的内核包括纳米硅、碳纳米管、无定形碳以及纳米石墨片，壳层为碳包覆层。这种致密的核壳结构，不仅促进了电子的传输，同时也起到缓冲内部材料膨胀的作用，使得该材料具有优异的循环性能及倍率性能。但通过对该负极材料进行实验得知，由于壳内部的核结构致密无孔，使得纳米硅在嵌/脱锂过程中还是存在明显的体积膨胀现象，从而影响锂离子电池的电化学性能。
6.当前对于硅碳复合材料的开发，主要存在着两个方面的问题：
7.1、难以同时具备高比能量，快电子及离子传输速率和良好的循环稳定性等电化学性能。
8.2、材料结构的设计成本高、制备过程繁琐、技术难度大且难以实际量产。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法，以解决现有锂电池负极材料难以同时具备高比能量、快电子及离子传输速率和良好的循环稳定性等电化学性能的问题。
10.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
11.一种锂电池负极材料，由碳纳米管、负载在所述碳纳米管内的硅纳米粒子和无定
形碳组成，所述碳纳米管为中空管状单壁碳纳米管，所述锂电池负极材料中，无定形碳的质量百分含量为5～25％，硅纳米粒子的质量百分含量为40～60％。
12.根据上述技术手段，通过采用碳纳米管、硅纳米粒子和无定形碳组成锂电池负极材料，并将硅纳米粒子和无定形碳均匀分散在碳纳米管的内部，不仅能使碳纳米管的内部空间适应硅的体积膨胀，而且碳纳米管的骨架结构还能限制硅往外的体积膨胀，从而有效缓解了硅的体积膨胀问题，进而提升了负极材料的循环稳定性，同时还能保证负极材料的克容量和导电性能。采用此负极材料代替成本高昂的人造石墨负极，具有设计成本低、易实现的优点，适合工业化生产。
13.优选的，所述碳纳米管的直径在20～50nm之间，长度在50～500μm之间；
14.所述硅纳米粒子的粒径在5～10nm之间，比表面积在1.3m2/g～6.8m2/g之间，压实密度在1.0g/cm3～1.8g/cm3。
15.本发明还提供一种本发明所述锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
16.采用酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
17.将硅前驱体分散于有机溶剂中，通过浸润方式，引入到所述中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
18.在惰性气体和含碳的有机气体的混合气氛条件下，对中间产物进行煅烧，使得有机气体在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料。
19.根据上述技术手段，通过采用酸刻蚀碳纳米管的两端，然后通过浸润方式将硅前驱体引入到碳纳米管的内部，再通过煅烧的方式使碳纳米管的内部得硅前驱体还原成硅纳米粒子，并同时通入含碳的有机气体，以同时在碳纳米管的内部形成无定形碳，从而既能保证负极材料的克容量，又能保证材料的导电性，且具有工艺条件温和、操作简单和成本低的优点。
20.其中，经过煅烧后的碳纳米管的两端不封端，即碳纳米管的两端为开放式，当碳纳米管内部的空间无法满足硅纳米粒子的膨胀时，可往碳纳米管外膨胀，有效避免了硅纳米粒子膨胀对碳纳米管的损坏，进而有效保证了负极材料的电化学性能。
21.优选的，所述含碳的有机气体选自甲烷、乙烯、乙烷、丙烷、正丁烯、异丁烯、1,2丁二烯、1,3丁二烯、顺二丁烯、反二丁烯、正丁烷、异丁烷、异丁烷、丙烯和环丙烷中的一种或多种。
22.优选的，所述硅前驱体选自二氯硅烷(dcs)、乙硅烷(ds)、八甲基环四硅氧烷(omcts)、四甲基硅烷(4ms)、四乙基硅烷(4es)、六氯乙硅烷(hcds)、双(叔丁氨基)硅烷(btbas)、双(二乙氨基)硅烷(bdeas)、三(二甲胺基)硅烷(3dmas)和三甲硅烷基胺(tsa)中的一种或多种。
23.优选的，所述混合气中惰性气体和含碳的有机气体的体积比为9:1；
24.所述煅烧的温度700℃～1100℃，煅烧的时间2～8h。
25.优选的，所述酸选自高锰酸、盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、硒酸、氢溴酸、氢碘酸、氯酸、碳硼烷酸、磷酸、酒石酸、亚硫酸、丙酮酸、草酸、亚硝酸、氢氟酸、甲酸、碳酸、硼酸和醋酸中的一种或多种；
26.所述有机溶剂选自四氢呋喃、二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、1,
2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、正丁醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、正戊醇、2-己醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、n-甲基吡咯烷酮、乙基丙基甲酮、甲基丁基甲酮、乙基正丁基甲酮、甲基戊基甲酮和甲基己基酮中的一种或多种。
27.本发明还提供一种锂电池，所述锂电池的负极活性材料为本发明所述的锂电池负极材料。
28.本发明还提供一种如本发明所述锂电池的制备方法，包括以下步骤：
29.1)把正极活性材料、正极导电剂和正极粘接剂进行匀浆、涂布、辊压和制片，获得正极极片；
30.2)把所述锂电池负极材料、负极导电剂和负极粘接剂进行混合匀浆、涂布、辊压和制片，得到负极极片；
31.3)将正极极片、负极极片和锂电池隔膜进行叠片组装、注液、化成、二封、分容，得到锂电池。
32.优选的，所述正极活性材料选自钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料和磷酸钒锂中的一种或多种；
33.所述正极导电剂选自导电碳黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨、碳纤维、混合导电浆料中的一种或多种；
34.所述正极粘接剂选自聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的一种或多种；
35.所述负极导电剂选自导电碳黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨、碳纤维、混合导电浆料中的一种或多种；
36.所述负极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、海藻酸钠、导电聚合物聚丙烯腈、羟甲基壳聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一种或多种；
37.所述电解液选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂或双氟磺酰亚胺锂电解液。
38.本发明的有益效果：
39.1)本发明的锂电池负极材料，通过在碳纳米管的内部负载硅纳米粒子与无定形碳，以形成稳定的壳核结构，一方面硅纳米粒子的负载有效提升了负极材料的克容量，另一方便无定形碳的填充弥补了硅材料本身导电性差的缺点，从而极大的保证了材料的功率性能，同时，稳定的碳纳米管外壳极大程度的限制了内部硅纳米粒子的体积膨胀，从而极大的提升了材料的循环稳定性，进而使得制成的负极材料能同时具备高比能量、快电子及离子传输速率和良好的循环稳定性；
40.2)本发明的锂电池负极材料的制备方法，通过采用酸刻蚀碳纳米管的两端，然后通过浸润方式将硅前驱体引入到碳纳米管的内部，再通过煅烧的方式使碳纳米管的内部得硅前驱体还原成硅纳米粒子，并同时通入含碳的有机气体，以同时在碳纳米管的内部形成无定形碳，具有制备方法简单、工艺条件温和、易于工业化生产的优点，在锂离子电池技术领域，具有推广应用价值。
附图说明
41.图1为本发明的锂电池的循环性能曲线。
具体实施方式
42.以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
43.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
44.在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本技术实施例的更透彻的解释，然而，对于本领域技术人员来讲，可以在没有这些具体细节的情况下实施例本技术的实施例是显而易见的。
45.实施例1
46.一种锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
47.s1、采用硝酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
48.s2、将四乙基硅烷(4es)前驱体分散于无水乙醇中，通过浸润方式，引入到s1中的中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
49.s3、将s2中的中间产物置于碳化炉中，通入氮气(n2)(v％：90％)和乙烷(c2h6)(v％：10％)的混合气，并升温至800℃对中间产物进行煅烧，使得乙烷在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料；
50.其中，锂电池负极材料中，中空管状单壁碳纳米管的质量百分含量为30％，硅纳米粒子的质量百分含量为60％，无定形碳的质量百分含量为10％。
51.实施例2
52.一种锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
53.s1、采用硫酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
54.s2、将四甲基硅烷(4ms)前驱体分散于无水乙醇中，通过浸润方式，引入到s1中的中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
55.s3、将s2中的中间产物置于碳化炉中，通入氮气(n2)(v％：90％)和乙烷(c2h6)(v％：10％)的混合气，并升温至800℃对中间产物进行煅烧，使得乙烷在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料；
56.其中，锂电池负极材料中，中空管状单壁碳纳米管的质量百分含量为35％，硅纳米粒子的质量百分含量为50％，无定形碳的质量百分含量为15％。
57.实施例3
58.一种锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
59.s1、采用盐酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
60.s2、将双(叔丁氨基)硅烷(btbas)前驱体分散于无水乙醇中，通过浸润方式，引入
到s1中的中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
61.s3、将s2中的中间产物置于碳化炉中，通入氮气(n2)(v％：90％)和乙烷(c2h6)(v％：10％)的混合气，并升温至800℃对中间产物进行煅烧，使得乙烷在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料；
62.其中，锂电池负极材料中，中空管状单壁碳纳米管的质量百分含量为35％，硅纳米粒子的质量百分含量为60％，无定形碳的质量百分含量为5％。
63.实施例4
64.一种锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
65.s1、采用氢氟酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
66.s2、将二氯硅烷(dcs)前驱体分散于无水乙醇中，通过浸润方式，引入到s1中的中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
67.s3、将s2中的中间产物置于碳化炉中，通入氮气(n2)(v％：90％)和乙烷(c2h6)(v％：10％)的混合气，并升温至800℃对中间产物进行煅烧，使得乙烷在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料；
68.其中，锂电池负极材料中，中空管状单壁碳纳米管的质量百分含量为35％，硅纳米粒子的质量百分含量为45％，无定形碳的质量百分含量为20％。
69.实施例5
70.一种锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
71.s1、采用氢溴酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
72.s2、将乙硅烷(ds)前驱体分散于无水乙醇中，通过浸润方式，引入到s1中的中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
73.s3、将s2中的中间产物置于碳化炉中，通入氮气(n2)(v％：90％)和乙烷(c2h6)(v％：10％)的混合气，并升温至800℃对中间产物进行煅烧，使得乙烷在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料；
74.其中，锂电池负极材料中，中空管状单壁碳纳米管的质量百分含量为35％，硅纳米粒子的质量百分含量为40％，无定形碳的质量百分含量为25％。
75.对照实施例1
76.一种锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
77.s1、采用硝酸酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；
78.s2、将四乙基硅烷(4es)前驱体分散于无水乙醇中，通过浸润方式，引入到s1中的中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；
79.s3、将s2中的中间产物置于碳化炉中，通入氮气(n2)(v％：100％)，并升温至800℃对中间产物进行煅烧，使得中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料。
80.锂电池的制备
81.将实施例1至实施例5、以及对照实施例1中制得的锂电池负极材料制成软包电池，
制备方法包括以下步骤：
82.负极极片：活性材料、导电碳黑(sp)、羧甲基纤维素钠(cmc)、丁苯橡胶(sbr)的质量比为94.5：1.5：1.5：2.5，经匀浆机搅拌后，得负极浆料，将分散均匀的负极浆料均匀涂覆在8μm厚的铜箔上，经辊压和制片，得到负极极片；其中，活性材料为实施例1至实施例5、以及对照实施例1中制得的锂电池负极材料；
83.正极极片：磷酸铁锂活性物质(lfp)、导电碳黑(sp)、聚偏氟乙烯(pvdf)的质量比为96.5：1：2.5，经匀浆机搅拌后，得正极浆料，将分散均匀的正极浆料均匀涂覆在20μm厚的铝箔上，经辊压和制片，得到正极极片；
84.隔膜为基膜(7μmpe)+双面陶瓷(2μm al2o3)+双面胶(1μmpvdf)，电解液为1m lipf6(溶剂质量比ec：dmc：emc＝1：1：1)；
85.分别将各负极极片、正极极片和隔膜进行叠片、注液、化成、二封、分容、k值测试挑选电芯后，得到软包电池成品。
86.检测分析
87.将实施例1至实施例5，以及对照实施例1中制得的软包电池在蓝电充放电仪上进行充放电性能测试，温度为25℃，测试电压范围为2.5v-3.7v，电流为0.1c，充放循环400圈，记录首效和200圈、400圈后的容量保持率，然后再测试其负极极片的满电膨胀及电导率，其中，实施例1至实施例5、以及对照实施例1制成的软包电池分别记录为软包电池-1、软包电池-2、软包电池-3、软包电池-4、软包电池-5和软包电池-0，测试结果如表1和图1所示。
88.表1电化学性能测试结果
[0089][0090][0091]
从表1和图1中综合分析可知，实施例1至实施例5制成的软包锂离子电池的首效、200圈和400圈充放电循环后的容量保持率、以及电导率均相比于对照实施例1制成的软包电池有明显提升，同时，实施例1至实施例5制成的负极极片的满电膨胀率均明显小了对照实施例1。从而有效证明了本发明设计的硅碳复合材料不能缓解了硅的体积膨胀问题，同时还促进了锂离子的快速传导，提升了负极材料的循环稳定性及导电性。
[0092]
综上所述，经过多次实验得知，本发明的硅碳复合锂电池负极材料，通过在结构稳
定的中空管状单壁碳纳米管内负载硅纳米粒子与无定形碳，硅纳米粒子极大的提高了负极材料的克容量，无定形碳共填充保证了材料较高的导电性，极大的提升了锂离子在负极材料中的传导速率，保证了材料较好的倍率性能，与此同时外层稳固的碳纳米管框架避免了硅在表面的裸露，极大的限制了硅的体积膨胀，有效降低了材料的满电膨胀率，从而有效提高了电池的循环稳定性。本发明的硅碳复合锂电池负极材料的制备方法，采用了简单的合成方法，相对于由模板法制备的内部填充硅材料的碳纳米管阵列负极复合材料，本发明巧妙的将硅前驱体通过简单浸渍的方式，引入至被酸刻蚀的碳纳米管中，随后在含10％有机气体的惰性气氛(v％，90％ n2)下进行高温煅烧，进而在碳纳米管内部生成硅纳米粒子与无定形碳的填充物，得到壳核结构的硅碳复合负极材料。本发明在材料的结构上设计巧妙、制备原料简单易得，操作实施技术难度低，适合工业化生产，在锂离子电池技术领域，具有推广应用价值。
[0093]
以上实施例仅是示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种锂电池负极材料，其特征在于，由碳纳米管、负载在所述碳纳米管内的硅纳米粒子和无定形碳组成，所述碳纳米管为中空管状单壁碳纳米管；所述锂电池负极材料中，无定形碳的质量百分含量为5~25%，硅纳米粒子的质量百分含量为40~60%。2.根据权利要求1所述锂电池负极材料，其特征在于，所述碳纳米管的直径在20~50nm之间，长度在50~500μm之间；所述硅纳米粒子的粒径在5~10nm之间，比表面积在1.3m2/g～6.8m2/g之间，压实密度在1 .0g/cm3～1 .8g/cm3。3.一种如权利要求1或权利要求2所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用酸刻蚀碳纳米管的两端，得到中空管状单壁碳纳米管；将硅前驱体分散于有机溶剂中，通过浸润方式，引入到所述中空管状单壁碳纳米管的内部，得到中间产物；在惰性气体和含碳的有机气体的混合气氛条件下，对中间产物进行煅烧，使得有机气体在碳纳米管内部碳化形成无定形碳，同时将中空管状单壁碳纳米管内部的硅前驱体还原成硅纳米粒子，得到硅碳复合的锂电池负极材料。4.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述含碳的有机气体选自甲烷、乙烯、乙烷、丙烷、正丁烯、异丁烯、1,2丁二烯、1,3丁二烯、顺二丁烯、反二丁烯、正丁烷、异丁烷、异丁烷、丙烯和环丙烷中的一种或多种。5.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅前驱体选自二氯硅烷(dcs)、乙硅烷(ds)、八甲基环四硅氧烷(omcts)、四甲基硅烷(4ms)、四乙基硅烷(4es)、六氯乙硅烷(hcds)、双(叔丁氨基)硅烷(btbas)、双(二乙氨基)硅烷(bdeas)、三(二甲胺基)硅烷(3dmas)和三甲硅烷基胺(tsa)中的一种或多种。6.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述混合气中惰性气体和含碳的有机气体的体积比为9:1；所述煅烧的温度700℃~1100℃，煅烧的时间2~8h。7.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述酸选自高锰酸、盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、硒酸、氢溴酸、氢碘酸、氯酸、碳硼烷酸、磷酸、酒石酸、亚硫酸、丙酮酸、草酸、亚硝酸、氢氟酸、甲酸、碳酸、硼酸和醋酸中的一种或多种；所述有机溶剂选自四氢呋喃、二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、正丁醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、正戊醇、2-己醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、n-甲基吡咯烷酮、乙基丙基甲酮、甲基丁基甲酮、乙基正丁基甲酮、甲基戊基甲酮和甲基己基酮中的一种或多种。8.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池的负极活性材料为权利要求1或权利要求2所述的锂电池负极材料。9.一种如权利要求8所述锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）把正极活性材料、正极导电剂和正极粘接剂进行匀浆、涂布、辊压和制片，获得正极极片；2）把所述锂电池负极材料、负极导电剂和负极粘接剂进行混合匀浆、涂布、辊压和制片，得到负极极片；
3）将正极极片、负极极片和锂电池隔膜进行叠片组装、注液、化成、二封、分容，得到锂电池。10.根据权利要求9所述锂电池的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料选自钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料和磷酸钒锂中的一种或多种；所述正极导电剂选自导电碳黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨、碳纤维、混合导电浆料中的一种或多种；所述正极粘接剂选自聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的一种或多种；所述负极导电剂选自导电碳黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨、碳纤维、混合导电浆料中的一种或多种；所述负极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、海藻酸钠、导电聚合物聚丙烯腈、羟甲基壳聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一种或多种；所述电解液选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂或高氯酸锂电解液。

技术总结
本发明涉及一种锂电池负极材料、锂电池及制备方法。锂电池负极材料由碳纳米管和负载在其内部的硅和碳。本发明还提供锂电池负极材料的制备方法，步骤为采用酸刻蚀碳纳米管的两端，将硅前驱体引入到碳纳米管的内部，在惰性气体和有机气体的混合气下进行煅烧，得锂电池负极材料。本发明还提供一种锂电池，锂电池的负极活性材料为所述锂电池负极材料。本发明还提供一种锂电池的制备方法，包括：把正极活性材料和所述负极材料分别与导电剂和粘接剂匀浆、涂布、辊压和制片，获得正极极片和负极极片，然后与锂电池隔膜进行叠片组装等，得到锂电池。本发明解决了现有锂电池负极材料难以同时具备高比能量、快电子及离子传输速率和良好的循环稳定性等问题。的循环稳定性等问题。的循环稳定性等问题。


技术研发人员：陈鹏 秦大亮 王钢 金昌植 牟丽莎
受保护的技术使用者：重庆长安新能源汽车科技有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/26