【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体涉及一种氯化铝插层的天然石墨衍生的负极材料及其制备方法、锂离子电池负极极片以及锂离子电池。
技术介绍
1、随着全球经济的快速发展，让人们逐渐认识到化石燃料日益枯竭及其对环境带来的危害，开发绿色、无污染的可再生能源是解决能源环境问题的有效途径。近年来，锂离子电池由于具有高容量、循环寿命长等优点而在便携式电子设备、电动汽车等领域得到广泛应用。
2、锂离子电池发展至今，已研究出多种正极材料体系，但石墨类负极材料体系一直沿用至今。石墨类负极材料是锂离子电池最常用的负极材料，具有高能量密度、低电压、良好的电导率、资源丰富等优点，在未来很长一段时间内都将是锂离子电池负极材料的首要选择。目前已有研究的有石墨化碳(天然鳞片石墨、石墨化中间相碳微球、人造石墨等)和非石墨化碳(软碳、硬碳等)。在动力型锂电池和消费型锂电池双重市场背景下，人造石墨和天然石墨负极材料发展成为了市场的主流，长期占据90％以上的市场份额。
3、天然石墨负极材料主要以鳞片石墨为原料，但存在以下几个缺点：(1)鳞片石墨比表面积较小，首次充放电效率低；(2)具有各向异性，不利于li+在其内部扩散；(3)片层之间会由于锂离子的嵌入脱出而产生裂纹，从而增加li+扩散阻力。目前，传统石墨负极已经无法满足日益增长的高性能要求，为此国内外大量学者一直积极探索改性技术。
4、cn117199328a公开了一种高硅含量的硅碳负极材料及其制备方法，以天然鳞片石墨为前驱体，通过在天然石墨片层间距中插入金属氯化物形成石墨层间化合物，然后通
5、因此，亟需开发一种氯化铝插层的天然石墨衍生的负极材料及其制备方法、锂离子电池负极极片以及锂离子电池，在首次可逆比容量、首周库伦效率、倍率性能、循环性能、容量和容量保持率等方面均表现优异。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的锂电池负极材料中石墨表面积小且石墨片层间距小，导致锂电池具有低的首次可逆比容量、首周库伦效率、倍率性能、循环性能、容量和容量保持率的问题，提供一种锂离子电池负极材料及其制备方法、锂离子电池负极极片以及锂离子电池。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种锂离子电池负极材料，其中，所述负极材料包括天然石墨和天然石墨片层间的氯化铝；
3、其中，所述负极材料的片层间距为1.282-1.298nm。
4、本专利技术第二方面提供一种锂离子电池负极材料的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
5、将天然石墨和氯化铝混合后，进行热处理，得到负极材料；
6、其中，所述天然石墨与氯化铝的质量比为1:(5-20)；
7、所述热处理的条件包括：在保护气体下，以3-8℃/min的升温速率从室温升至160-200℃，时间为5-20h。
8、本专利技术第三方面提供一种由上述制备方法制得的负极材料。
9、本专利技术第四方面提供一种锂离子电池负极极片，所述锂离子电池负极极片包括上述负极材料。
10、本专利技术第五方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述锂离子电池负极极片。
11、通过上述技术方案，本专利技术提供的技术方案获得以下有益的效果：
12、(1)本专利技术提供的负极材料包括天然石墨和天然石墨片层间的氯化铝，将氯化铝引入天然石墨片层间，能够扩大负极材料中天然石墨片层间距和负极材料的比表面积，并控制间距在1.282-1.298nm范围内，从而将在负极材料引入部分结构缺陷，让负极材料具有更高的容量，使得包含该负极材料的锂离子电池具有改善的首次可逆比容量、首周库伦效率、倍率性能、循环性能、容量以及容量保持率。
13、(2)本专利技术提供的负极材料的制备方法，通过热处理，能够减少负极材料中天然石墨中的晶格应力与含氧官能团，从而提高负极材料的稳定性和容量。
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1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料包括天然石墨和天然石墨片层间的氯化铝；
2.根据权利要求1所述的负极材料，其中，基于所述负极材料的总重量，所述负极材料包括：天然石墨95.5-95.8wt％和氯化铝4.2-4.5wt％；
3.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述天然石墨与氯化铝的质量比为1:(10-15)；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，所述天然石墨的比表面积为5.4-5.8m2/g。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的制备方法，其中，所述热处理的条件包括：在保护气体下，以4-6℃/min的升温速率从室温升至170-190℃，时间为9-16h；
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述混合的条件包括：转速为4000-6000rpm，时间为5-10min。
8.由权利要求3-7中任意一项所述的制备方法制得的负极材料。
9.一种锂离子电池负极极片，其特征在
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求9所述的锂离子电池负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料包括天然石墨和天然石墨片层间的氯化铝；
2.根据权利要求1所述的负极材料，其中，基于所述负极材料的总重量，所述负极材料包括：天然石墨95.5-95.8wt％和氯化铝4.2-4.5wt％；
3.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述天然石墨与氯化铝的质量比为1:(10-15)；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，所述天然石墨的比表面积为5.4-5.8m2/g。
6.根据权利要求3-5中...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，刘偲，吴锋，苏岳锋，董宇，马思远，陈来，黄擎，冯仁超，陈胜，闫文刚，何继壮，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：
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