The invention discloses a high safety lithium ion battery negative electrode composite material and its preparation method. The material presents a core-shell structure, the core is graphite, and the shell is thermo-phase-change composite material, in which the thermo-phase-change composite material is (10-60)% (the proportion mentioned in this application is weight fraction) inorganic phase change material, (1-10)% flame retardant material, (10-30)% non-flame retardant material. The mechanical composite lithium salt consists of (1-10)% thermal conductive material and (1-5)% dispersant. The prepared negative composite material uses inorganic phase change materials and flame retardant materials to absorb heat, and forms a protective layer on the surface of the material. When the heat runs out of control, the heat is quickly transmitted through the thermal conductive material. At the same time, the inorganic composite lithium salt can conduct lithium ions during charging and discharging process, so as to avoid the occurrence of lithium dendrites under overcharging conditions and improve its safety performance.
【技术实现步骤摘要】
一种高安全性锂离子电池负极复合材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池材料制备领域,具体的说是一种高安全性锂离子电池负极复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着锂离子电动汽车的快速发展,要求锂离子电池具有更高的能量密度和安全性能,而负极又是影响其锂离子电池安全性能的主要因素。目前的负极材料主要是石墨、硅碳、钛酸锂等材料,而钛酸锂由于比容量低,使其难以在电动汽车领域使用;硅碳负极由于膨胀率高造成其循环性能差使其难以短期内满足长循环电动汽车的使用;而石墨类材料以其价格的低廉、广泛的来源以及稳定的结构成为了目前市场上的主流负极材料。但是由于石墨类材料在快充条件下容易造成析锂引起安全隐患,所以石墨类材料亟需进行改性处理。通过石墨类材料掺杂和改性可以改善其安全性能。通过在石墨材料表面包覆硬碳、软碳、氧化物或锂盐等可以提高其嵌锂速度,降低其在快充条件下的析锂风险,提高其安全性能。比如专利(申请号:201110407617.1)公开了一种高安全性锂离子电池负极材料及其制备方法。该专利主要通过在石墨材料表面包覆偏铝酸锂以提高锂离子电池的安全性能。该专利方法虽然可以提高锂离子电池在过充条件下的的安全性能,但是由于制备过程复杂且对电池的针刺等安全性能改善不明显,并不能从根本上改善锂离子电池的安全性能。而热变相材料由于具有在常温下电导率高、高温下电阻增大的特性,如果将其应用于锂离子电池材料,可以起到在材料将要出现热失控的情况下,增大材料电阻,防止电池材料温度急剧上升,降低热失控的风险,提高其安全性能。将热变相材料应用于锂离子电池负极材料中可以起到对锂离子电池安全性能改善的作用。 ...
【技术保护点】
1.一种高安全性锂离子电池负极复合材料,其特征在于,所述的负极复合材料呈现核壳结构,内核为石墨,外壳为热变相复合材料,外壳的厚度为(100~1000)nm;其中热变相复合材料由如下重量分数的物质组成:(10~60)%无机相变材料、(1~10)%阻燃性材料、(10~30)%的无机锂盐、(1~10)%的导热性材料和(1~5%)的分散剂。
【技术特征摘要】
1.一种高安全性锂离子电池负极复合材料,其特征在于,所述的负极复合材料呈现核壳结构,内核为石墨,外壳为热变相复合材料,外壳的厚度为(100~1000)nm;其中热变相复合材料由如下重量分数的物质组成:(10~60)%无机相变材料、(1~10)%阻燃性材料、(10~30)%的无机锂盐、(1~10)%的导热性材料和(1~5%)的分散剂。2.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池负极复合材料,其特征在于,所述的无机相变材料为AlCl3、MgO、LiNO3、NaNO3、KNO3和NaNO2中的一种。3.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池负极复合材料,其特征在于,所述的阻燃性材料为三聚腈胺焦磷酸盐、多聚磷酸铵、三聚氰胺多聚磷酸酯、三苯基磷、苯基磷二酰胺和二苯基磷中的一种。4.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池负极复合材料,其特征在于,所述的无机锂盐为LiClO4、LiAlO2、Li4Ti5O12和Li2ZrO3中的一种。5.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池负极复合材料,其特征在于,所述的导热性材料为石墨烯、碳纳米管、超级炭黑、C60和C70中的一种。6.根据权利要求1所述的高安...
【专利技术属性】
技术研发人员:马春响,王圆方,代建国,平国政,乔乔,李延立,
申请(专利权)人:成都爱敏特新能源技术有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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