一种三元复合负极材料锂离子电池及其制备方法

摘要

本发明涉及一种三元复合负极材料锂离子电池及其制备方法，属于锂离子二次电池领域。本发明三元复合负极材料锂离子电池中的负极材料为：由作为钛源的钛的氧化物、钛盐或者钛单质，作为锂源的锂盐、作为硬炭前驱体的淀粉以及膨胀石墨制成的，包括以下重量份数组分的锂电池三元复合负极材料：硬炭50～98份、钛酸锂1.5～45份、膨胀石墨0.5～5.0份。采用本发明复合负极材料的锂离子电池具有比容量大，首次效率高，倍率性能与低温性能优良，不可逆容量低，安全性与循环寿命好的优点，契合了新型锂离子电池对的需求。

主权项

一种三元复合负极材料锂离子电池，包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜层，其特征在于：所述负极采用的负极材料为：由作为钛源的钛的氧化物、钛盐或者钛单质，作为锂源的碳酸锂、作为硬炭前驱体的淀粉以及膨胀石墨制成的，包括以下重量份数组分的锂电池三元复合负极材料：硬炭                                50～98份钛酸锂                              1.5～45份膨胀石墨                            0.5～5.0份；所述的三元复合负极材料锂离子电池由以下工艺步骤制成：包括制备负极材料、制备负极浆料、制备负极、制备正极、制备极芯、热封、一次化成、热处理以及分容制得锂离子电池，所述的制备负极材料的工序包括以下工艺步骤：A、按锂元素与钛元素原子比4:5称取锂源和钛源，然后按照淀粉与钛源质量比10:1～100:1称取淀粉，将三种原料均匀混合，得到锂源、钛源和淀粉的混合粉末；所述的钛源粒径为50nm；B、按照步骤A中得到的锂源、钛源和淀粉的混合粉末与液体质量比为1:20称取去离子水、乙醇或者丙酮作为分散剂，将分散剂与步骤A中得到的锂源、钛源和淀粉的混合粉末混合，得到混合浆料；C、将混合浆料搅拌1～10小时，将分散剂烘干，得到烘干粉末；所述的将混合浆料搅拌1～10小时是指进入转速为800 r/min的高能球磨，球磨1～10小时；D、取烘干粉末放入加热炉中，在惰性气氛下以0.1～1℃/min的升温速率升至600～1000℃，加热处理0.2～5h，然后在惰性气氛下冷却至室温，得到冷却粉末；E、将冷却粉末与膨胀石墨按质量比10：1～100：1的比例混合，加入到10～20倍体积的溶剂中，搅拌或者超声震荡0.5～5h，然后用离心、过滤或抽滤的方式将固体与溶剂分离，然后在干燥箱中将溶剂烘干，即得到硬炭/钛酸锂/膨胀石墨三元复合负极材料。