【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料及新能源，具体涉及一种聚合物包覆型石墨负极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池已伴随着科技的进步及环保要求的提高进入了我们日常的生活。锂电池主流的负极材料为石墨类负极材料，由于石墨在锂化过程中具备体积变化率小、比容量大（372 mah/g）、电势低、结构稳定、成本低等优势，一直占据负极材料的绝对市场。
2、其中，人造石墨是一种通过特定工艺过程合成的石墨材料，与其他负极材料相比，它展现出了多方面的独特产品特征与优势，通过调整焦原材料和生产工艺来精确控制其物理和化学性质，如纯度、粒度分布、结晶度等，从而满足特定工业应用的高标准要求。具体来说，人造石墨的层状结构有利于锂离子的快速嵌入和脱嵌，加之其本身具有较好的导电性，有助于提高电池的充放电效率和功率性能。另外，通过精确的制造工艺控制其微观结构和纯度，优化锂离子的扩散路径，进而提升电池的倍率性能。
3、但目前人造石墨在锂电池应用中，存在热稳定性较差的问题，电池在发生热失控时，往往起源于石墨表面的受热分解放热，进一步加剧内部反应热和能量的积累，导致电池隔膜进一步收缩，进而正负极大面积接触、短路，产生电池包整体的热安全事故，同时产生污染且较为耗能。因此，迫切需要提高人造石墨在高温条件下的热稳定性，以降低电池内部短路和热失控的风险，提升了电池使用的安全性。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种聚合物包覆型石墨负极材料及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
2
3、本专利技术实施例提供了一种聚合物包覆型石墨负极材料的制备方法，其包括：
4、使至少包含丙烯酸酯类单体、引发剂和第一溶剂的混合反应体系进行聚合反应，制得丙烯酸酯类聚合物；
5、以及，将所述丙烯酸酯类聚合物、石墨材料与第二溶剂混合反应并去除溶剂，之后进行低温热交联反应，制得聚合物包覆型石墨负极材料；所述低温热交联反应至少使聚合物侧基脱除并进行自缩合；
6、其中，所述丙烯酸酯类单体具有如式（i）所示的结构：
7、
8、其中，r1选自h、甲基或乙基，r2的结构中包含季碳原子，n为20~2000。
9、本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的聚合物包覆型石墨负极材料。
10、本专利技术实施例还提供了一种聚合物包覆型石墨负极材料，其包括：作为核结构的石墨材料，以及作为壳结构的热交联聚合物包覆层，所述石墨材料镶嵌于热交联聚合物包覆层的内部，所述热交联聚合物包覆层中热交联聚合物具有如式（ii）所示的结构：
11、
12、本专利技术实施例还提供了前述的聚合物包覆型石墨负极材料在制备二次电池负极或二次电池中的用途。
13、本专利技术实施例还提供了一种锂离子电池，其包含前述的聚合物包覆型石墨负极材料。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
15、（1）本专利技术通过热交联聚合物包覆层，保护包覆层内的人造石墨颗粒的结构，显著提升基于人造石墨的锂电池的热稳定性；
16、（2）本专利技术保护的丙烯酸酯类聚合物包覆人造石墨，相当于人工sei膜，起到稳定人造石墨颗粒表面的作用，包覆的热交联型聚合物具有良好的耐高温性能，这对人造石墨的高温热稳定性提升有益；
17、（3）本专利技术中丙烯酸酯类聚合物的生成是绿色反应，丙烯酸酯类单体作为反应前驱体，可溶于单一的溶剂，溶剂采用乙醇等醇类，环保绿色，而且，缩合产生交联型丙烯酸酯类聚合物，不造成污染；
18、（4）本专利技术中的丙烯酸酯类聚合物在热交联前，与人造石墨颗粒表面形成附着作用力，形成物理作用诱导的初次包覆，之后加热生成交联型丙烯酸酯类聚合物，充分且均匀包覆人造石墨表面；
19、（5）本专利技术的聚合物是通过聚丙烯酸酯侧链缩合反应制备，该反应条件不苛刻，所需温度较低，在300℃以下操作，节能环保；生成的丙烯酸酯类聚合物，在后期热稳定性较高，再次加热到高温，比如300℃，交联聚合物不会发生热分解，有利于电池的高温使用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种聚合物包覆型石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：R2选自叔丁基、叔戊基、叔己基、叔辛基、2-甲基-2-苯基丙基、2-苯基-3,3-二甲基丁基中的任意一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂与丙烯酸酯类单体的质量比为0.05-5：100；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述石墨材料包括人造石墨材料；
6.由权利要求1-5中任一项所述的制备方法制得的聚合物包覆型石墨负极材料。
7.一种聚合物包覆型石墨负极材料，其特征在于，包括：作为核结构的石墨材料，以及作为壳结构的热交联聚合物包覆层，所述石墨材料镶嵌于热交联聚合物包覆层的内部，所述热交联聚合物包覆层中热交联聚合物具有如式（II）所示的结构：
8.根据权利要求7所述的聚合物包覆型石墨负极材料，其特征在于：所述聚合物包覆型石墨负极材料中热交联聚合物包覆层的含量为1-5wt%；
9.权利
10.一种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求6-8中任一项所述的聚合物包覆型石墨负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物包覆型石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：r2选自叔丁基、叔戊基、叔己基、叔辛基、2-甲基-2-苯基丙基、2-苯基-3,3-二甲基丁基中的任意一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂与丙烯酸酯类单体的质量比为0.05-5：100；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述石墨材料包括人造石墨材料；
6.由权利要求1-5中任一项所述的制备方法制得的聚合物包覆型石墨负极材料。...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊焕，黎日强，杨成林，李子坤，黄友元，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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