專利名稱：一種鋰離子電池及其負極活性材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體的說，涉及一種鋰離子電池用負極活性材料、其制備方法及使用該負極活性材料的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有能量密度高、重量輕、使用壽命長等優(yōu)點，已經(jīng)在便攜電子設(shè)備中得到了廣泛應用。然而，鋰離子電池在客戶端可能會被濫用而導致電池發(fā)生內(nèi)部短路，某些時候內(nèi)部短路會引發(fā)電池熱失控，造成電池起火，甚至發(fā)生爆炸，而這種情況是非常危險的。由內(nèi)部短路引發(fā)電池熱失控的過程可大體描述如下內(nèi)部短路發(fā)生后，電池首先經(jīng)歷一個大電流放電過程，這個放電過程產(chǎn)生的焦耳熱導致短路點溫度迅速升高，過高的溫度引發(fā)化學活性較強的“脫鋰的正極活性材料”及“嵌鋰的負極活性材料”與電解液間發(fā)生劇烈的化學反應，這些化學反應過程釋放出大量的熱(化學熱)，導致電池熱失控。為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，在做進一步的闡述之前，有必要對鋰離子電池的固體電解質(zhì)膜(SEI，Solid electrolyte interface)做簡單的說明。固體電解質(zhì)膜主要形成于鋰離子電池第一次充電時，是電解液在負極活性材料表面還原形成的一薄層固體物質(zhì)，其主要成分是有機物，熱穩(wěn)定性較差。對嵌鋰負極活性材料的熱穩(wěn)定性研究結(jié)果顯示 溫度在80-130°C時，覆蓋在負極活性材料表面的固體電解質(zhì)膜首先發(fā)生分解，雖然固體電解質(zhì)膜的自身分解反應釋放的熱量較小，不足以引發(fā)電池的熱失控，但它的分解會將嵌鋰的負極活性材料幾乎完全暴露在電解液中，進而引發(fā)了嵌鋰負極活性材料與電解液的劇烈化學反應，研究顯示，由此產(chǎn)生的熱量足以導致電池熱失控。綜上所述，固體電解質(zhì)膜的熱穩(wěn)定性對電池的熱穩(wěn)定性起著重要作用，然而在這方面卻鮮有相關(guān)改進技術(shù)的公開?，F(xiàn)有鋰離子電池的安全改進技術(shù)更多地集中在電池設(shè)計方面。如于2007年2月2日申請的中國發(fā)明專利申請200710026671. 5所揭示可在鋰離子電池的負極極片表面覆蓋一層由金屬氧化物顆粒構(gòu)成的膜層，這些金屬氧化物是電子的絕緣體，這種設(shè)計能夠降低電池正極與負極極片接觸的幾率，即降低了電池發(fā)生內(nèi)部短路的幾率。又如于2007年4月25日申請的中國發(fā)明專利申請200710027688. 2所揭示可在負極膜片中摻雜一定量具有電子絕緣特性的金屬氧化物顆粒以增大負極膜片的體相電阻， 這種設(shè)計能夠提高電池發(fā)生內(nèi)部短路時的短路電阻，從而降低電池的短路放電功率，對提高電池的短路安全性有幫助。再如于2008年7月M日申請的中國發(fā)明專利申請200810029727. 7所揭示正極膜片采用多層涂布技術(shù)，使靠近正極集流體的涂布層具有較大的電子電阻，這種設(shè)計也能夠增大電池內(nèi)短路時短路電阻，改善電池的短路安全性能。上述發(fā)明專利公開的技術(shù)均是從電池設(shè)計的角度考慮，以降低電池發(fā)生內(nèi)部短路的幾率或減緩發(fā)生內(nèi)部短路時產(chǎn)生焦耳熱的速率為出發(fā)點，來提高電池的短路安全性。 而這些技術(shù)方案對提升電池自身的熱穩(wěn)定性幾乎沒有幫助，并且應用這些技術(shù)方案(如 200710027688. 2及200810029727. 7所揭示的技術(shù))對電池廠家的生產(chǎn)工藝水平也是一個極大的挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決所述問題而研究開發(fā)出來的。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善鋰離子電池熱穩(wěn)定性的負極活性材料，更確切地說，提供一種表面設(shè)置有無機固體電解質(zhì)的負極活性材料。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種鋰離子電池用負極活性材料，這種負極活性材料包括碳質(zhì)材料的芯，及形成于碳芯表面的無機固體電解質(zhì)處理層，該無機固體電解質(zhì)的化學成分可由下述⑴式或(2)式描述Li3xLa(2/3_x)Ti03(1)其中，0彡 χ 彡 0.16。Li (1+y)AlyTi(2_y) (PO4)3 (2)其中，0.2 彡 y 彡 0. 5。(1)式所描述的無機固體電解質(zhì)可優(yōu)選為Lia33IAl56TiCV(2)式所描述的無機固體電解質(zhì)可優(yōu)選為LiuAla3Tiu(PO4)3t5對于無機固體電解質(zhì)處理層的存在形式，優(yōu)選由附著在碳芯表面的無機固體電解質(zhì)顆粒構(gòu)成，顆粒的平均粒徑優(yōu)選為小于等500納米。無機固體電解質(zhì)的含量優(yōu)選為占負極活性物質(zhì)的總量的0. -5. 0%。所述負極活性材料碳質(zhì)材料的芯優(yōu)選為石墨顆粒，顆粒的平均粒徑優(yōu)選為3-50 微米。本發(fā)明的第二個目的在于提供一種制備所述負極活性材料的方法。本發(fā)明公開的負極活性材料的制備方法，包括將作為所述負極活性材料的碳質(zhì)材料芯與合成無機固體電解質(zhì)的前驅(qū)體粉料混合，將混合物在非氧化氣氛中燒結(jié)。本發(fā)明的第三個目的在于提供一種包含所述負極活性材料的鋰離子電池。所述鋰離子電池包括正極片、負極片、間隔于正負極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，負極片包括負極集流體和分布在集流體上的包含負極活性材料的膜片，其中，負極活性材料為前述負極活性材料。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過在原有負極活性物質(zhì)顆粒表面設(shè)置一層熱穩(wěn)定性高的無機固體電解質(zhì)來提升鋰離子電池的熱穩(wěn)定性。由于鋰離子電池中自然形成在負極活性物質(zhì)表面的固體電解質(zhì)膜的主要成分為有機物(如烷基碳酸鋰)，其熱分解溫度一般為80-130°C。當鋰離子電池被濫用(如發(fā)生內(nèi)部短路)而使自身溫度升高時，負極活性物質(zhì)表面的固體電解質(zhì)膜首先發(fā)生分解，將嵌鋰的負極活性物質(zhì)暴露在電解液中，繼而引發(fā)嵌鋰的負極活性物質(zhì)與電解液的劇烈化學放熱反應，導致鋰離子電池熱失控。本發(fā)明預先在負極活性材料表面設(shè)置一層無機固體電解質(zhì)層，所采用的無機固體電解質(zhì)具有更高的熱分解溫度(高于5000C )，在高溫環(huán)境下(如150°C )，無機固體電解質(zhì)層不會發(fā)生熱分解，能有效阻止嵌鋰負極活性材料與電解液的接觸，從而提高鋰離子電池的熱穩(wěn)定性。同時，本發(fā)明中給出的無機固體電解質(zhì)具有鋰離子導通、電子絕緣的性質(zhì)(同鋰離子電池中自然形成的固體電解質(zhì)膜一樣)，因此不會影響鋰離子電池的電化學性能。實驗結(jié)果顯示，使用本發(fā)明提供的負極活性材料的鋰離子電池具有與使用普通負極活性材料的鋰離子電池近似的循環(huán)性能，但釘刺實驗(模擬鋰離子電池內(nèi)短路的測試手段)測試結(jié)果卻有明顯改進。與通過降低電池發(fā)生內(nèi)部短路幾率的來提升電池短路安全性的技術(shù)相比，本發(fā)明從本質(zhì)上是對鋰離子電池熱穩(wěn)定性的提升，并且采用本發(fā)明不需要對現(xiàn)有鋰離子電池的生產(chǎn)工藝進行變更，容易工業(yè)化量產(chǎn)，成本低。
具體實施例方式下面采用具體實施例，詳細說明本發(fā)明公開的鋰離子電用負極活性材料和其有益技術(shù)效果，但本發(fā)明的實施方式不限于此。負極活性材料的制備本發(fā)明選擇無機固體電解質(zhì)作為處理層材料，其具有熱穩(wěn)定性好、鋰離子電導率高及合成的較容易。在眾多無機固體電解質(zhì)中，本發(fā)明選用Li3xLa(2/3_x)Ti03( I )其中，0 彡 χ 彡 0. 16，或者Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4) 3( II )其中，0· 2 彡 y 彡 0· 5。其具有更高的常溫鋰離子電導率(10_3S/cm 10_4S/cm)，使得其不會對鋰離子電池電化學性能產(chǎn)生影響。優(yōu)選無機固體電解質(zhì)的含量占負極活性物質(zhì)總量的0. -5%。含量小于0. 1% 不能達到預期的效果，含量大于5%會降低負極活性物質(zhì)的導電性，進而影響電池的電化學性能。無機固體電解質(zhì)的平均粒徑最好小于等于500納米，粒徑大于500納米會降低粒子在負極活性材料表面的附著力，在電池制備過程中容易從負極活性材料表面脫落，達不到預期的效果。選擇碳質(zhì)材料作為所述負極活性材料的芯，優(yōu)選平均粒徑為3-50微米的石墨顆粒。碳質(zhì)材料是商業(yè)化鋰離子電池使用最多的負極活性材料，石墨材料具有容量高、循環(huán)性能優(yōu)異、價格低廉等優(yōu)點，因此作為本發(fā)明的優(yōu)選材料。石墨顆粒尺寸的選擇是綜合考慮了鋰離子電池的電化學性能和安全性能，顆粒太大電化學性能不能滿足要求，顆粒太小降低安全性能，這也是商業(yè)化鋰離子電池常用的石墨顆粒料尺寸范圍。所述負極活性材料的制備過程主要包括將合成無機固體電解質(zhì)的前驅(qū)體粉料與石墨粉料均勻混合，然后在非氧化氣氛中(如氮氣)進行燒結(jié)。前驅(qū)體粉料在高溫下通過固相反應生成無機固體電解質(zhì)，并通過范德華力附著在石墨顆粒表面。采用非氧化氣氛(如氮氣)是為了防止石墨在燒結(jié)過程中被氧化。前驅(qū)體材料可以選擇無機固體電解質(zhì)中相應元素的氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽等。如(I )式給出的無機固體電解質(zhì)的前驅(qū)體可以選擇 LiCO3, La2O3，TiO2。燒結(jié)溫度的選擇依賴于前驅(qū)體的成分，以能夠使前驅(qū)體成分間發(fā)生固相反應得到預期的無機固體電解質(zhì)為目標。
( 二)鋰離子電池的制備1.負極片的制備負極片的結(jié)構(gòu)及組成負極片包括負極集流體及附著在集流體兩面的負極膜片， 負極膜片中包括負極活性材料、粘接劑，最好也要包含導電劑。本發(fā)明對負極集流體、粘接劑、導電劑無特殊限定，現(xiàn)有鋰離子電池可以使用的負極集流體、粘接劑、導電劑，本發(fā)明均可以使用?？紤]到工藝的成熟程度，本發(fā)明優(yōu)選銅箔作為負極集流體，優(yōu)選聚偏二氟乙烯、 四氟丙烯-六氟丙烯的共聚物、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠作為負極粘接劑，優(yōu)選乙炔黑、 炭黑、碳納米管、碳纖維作為導電劑。負極的制備方法將負極活性材料、粘接劑(最好也包括導電劑)與溶劑混合，來調(diào)配負極漿料，將得到的負極漿料涂敷在負極集流體上，再經(jīng)過干燥、輥壓、分切接等工序后便得到了負極片。2.正極片的制備正極片的結(jié)構(gòu)及組成正極片包括正極集流體及附著在集流體兩面的正極膜片， 正極膜片中包括正極活性材料、粘接劑、導電劑。本發(fā)明對正極活性物質(zhì)沒有特殊限定，現(xiàn)有鋰離子電池用正極活性材料如LiCo&、LiNiO2、LiMn2O4,LiNiMnCoO2、LiFePO4等均可用于制備本發(fā)明公開的鋰離子電池本發(fā)明對正極集流體、粘接劑、導電劑無特殊限定，現(xiàn)有鋰離子電池可以使用的正極集流體、粘接劑、導電劑，本發(fā)明均可以使用。考慮到工藝的成熟程度，本發(fā)明優(yōu)選鋁箔作為正極集流體，優(yōu)選聚偏二氟乙烯作或聚偏二氟乙烯的改性物作為正極粘接劑，優(yōu)選乙炔黑、炭黑、碳納米管、碳纖維作為導電劑。正極片的制備方法將正極活性材料、粘接劑、導電劑與溶劑混合，來調(diào)配正極漿料，將得到的正極漿料涂敷在正極集流體上，再經(jīng)過干燥、輥壓、分切等工序后便得到了正極片。3.電解液電解液的主要成分為有機溶劑及鋰鹽。有機溶劑可以是線性碳酸酯、環(huán)狀碳酸酯、環(huán)狀羧酸酯等。鋰鹽可以是=LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiAlF4, LiClO4, LiBOB等。考慮到提升電解液的離子電導率，優(yōu)選將線性酯溶劑與環(huán)狀酯溶劑混合使用。鋰鹽的濃度優(yōu)選為 0. 5mol/L 2. Omol/L。為提高鋰離子的充放電效率，優(yōu)選在電解液中加入一些可以在負極表面還原形成固體電解質(zhì)膜的添加劑。4.隔離膜隔離膜可以是離子滲透度高、具有規(guī)定機械強度和絕緣性的多微孔膜、編織布和無紡布。考慮到鋰離子電池的安全性，優(yōu)選具有耐久性和電流切斷功能的聚烯烴材質(zhì)(如聚乙烯，聚丙烯)的多微孔膜。多微孔膜可以是一種材料構(gòu)成的單層膜，也可以是一種材料或兩種以上的材料構(gòu)成的多層膜或復合膜。隔膜的厚度優(yōu)選為6 30微米，孔隙率優(yōu)選為 30% 60%。5.鋰離子電池的組裝分別將正極引線、負極引線焊接到正極極片及負極極片上，將正極極片、負極極片夾著隔膜卷繞起來，得到極片組。將極片組裝入經(jīng)過沖切的包裝殼中，向包裝殼中注入電解液后封裝。封裝后的電池經(jīng)過化成、排氣、老化、容量測試等工序，便制得了鋰離子電池。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的有益效果進行更詳細的說明。
實施例1 實施例1中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 Li0.09La0.64Ti03 (即Li3xLa(2/3_x)Ti03，χ = 0. 03)，含量約為1. 5 %，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。負極活性物質(zhì)的制備將總質(zhì)量為15. 2g的Li2CO3粉料、Lii2O3粉料及TW2粉料 (三者的質(zhì)量比約為1 31 24)與IOOOg平均粒徑約為15微米的石墨顆粒進行機械混合，將混合后的粉料置于馬弗爐中，在氮氣保護下，于800 1400°C對混合粉料燒結(jié)4 8 小時，自然冷卻后獲得處理層成分為Lia^3Liia64TiO3、占石墨負極材料的1. 5%。負極片的制備將上述負極活性材料、增稠劑羧甲基纖維素鈉(CMC)、導電劑 (Super-P)及粘結(jié)劑丁苯橡膠乳液(SBR)與去離子水混合均勻，獲得負極漿料。采用涂布工藝將負極漿料均勻涂敷在厚度為9微米的銅箔上，經(jīng)過干燥、輥壓、分條后制得負極片。正極片的制備將LiCoO2粉料、粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯、導電劑(Super-P)與N-甲基吡咯烷酮混合均勻，獲得正極漿料。采用涂布工藝將正極漿料均勻涂敷在厚度為14微米的鋁箔上，經(jīng)過干燥、輥壓、分條后制得正極片。隔離膜及電解液隔離膜為PP/PE/PP三層復合隔離膜，厚度為14微米。電解液以混合碳酸酯(線性碳酸酯EMC及DEC，環(huán)狀碳酸酯EC及PC)為溶劑，鋰鹽為lmol/L LiPF6。鋰離子電池的制備分別將Al Tab、Ni Tab焊接到正極極片及負極極片上，將正極極片、負極極片夾著隔離膜卷繞起來，得到極片組。將極片組裝入經(jīng)過沖切的鋁塑包裝殼中，向包裝殼中注入電解液后封裝。封裝后的電池經(jīng)過化成、排氣、老化、容量測試等工序， 便制得了鋰離子電池。實施例2 實施例2中制備的負極活性材料，其表面成形的無機固體電解質(zhì)成分為 Li0.33La0.56Ti03(即Li3xLa(2/3_x)Ti03，χ = 0. 11)，含量約為0. 2 %，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的Li2CO3粉料、Lii2O3粉料及TW2粉料的總質(zhì)量為 2. Ig(三者的質(zhì)量比約為1 7 7)外，其它同實施例1。實施例3 實施例3中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 Li0.33La0.56Ti03(即Li3xLa(2/3_x)Ti03，χ = 0. 11)，含量約為1. 5 %，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的Li2CO3粉料、Lii2O3粉料及TW2粉料的總質(zhì)量為 15. 6g(三者的質(zhì)量比約為1 7 7)外，其它同實施例1。實施例4 實施例4中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 Li0.33La0.56Ti03(即Li3xLa(2/3_x)Ti03，χ = 0. 11)，含量約為4. 0 %，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的Li2CO3粉料、Lii2O3粉料及TW2粉料的總質(zhì)量為 41. 7g(三者的質(zhì)量比約為1 7 7)外，其它同實施例1。實施例5
實施例5中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 Li0.45La0.52Ti03(即Li3xLa(2/3_x)Ti03，χ = 0. 15)，含量約為1. 5 %，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的Li2CO3粉料、Lii2O3粉料及T^2粉料的總質(zhì)量為 15. 9g(三者的質(zhì)量比約為1 5 5)外，其它同實施例1。實施例6 實施例6中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 LiL2Al0^Ti1.8(PO4)3(即 Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4)3，y = 0. 2)，含量約為 2. 0%，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的前驅(qū)體物質(zhì)為Li2CO3粉料、Al2O3粉料、T^2粉料及 (NH4)2HPO4粉料，且其總質(zhì)量為(四者的質(zhì)量比約為4 1 14 39)夕卜，其它同實施例1。實施例7 實施例7中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 LiuAla Ji1.7 (PO4) 3(即 Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4)3，y = 0. 3)，含量約為 0. 2%，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的前驅(qū)體物質(zhì)為Li2CO3粉料、Al2O3粉料、TiO2粉料及 (NH4)2HPO4粉料，且其總質(zhì)量為2. 9g(四者的質(zhì)量比約為3 :1:9: 26)夕卜，其它同實施例1。實施例8 實施例8中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 LiuAla Ji1.7 (PO4) 3(即 Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4)3，y = 0. 3)，含量約為 2.0%，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的前驅(qū)體物質(zhì)為Li2CO3粉料、Al2O3粉料、TW2粉料及 NH4)2ΗΡ04粉料，且其總質(zhì)量為28. 5g(四者的質(zhì)量比約為3 :1:9: 26)夕卜，其它同實施例1。實施例9:實施例9中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 LiuAla Ji1.7 (PO4) 3(即 Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4)3，y = 0. 3)，含量約為 5.0%，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的前驅(qū)體物質(zhì)為Li2CO3粉料、Al2O3粉料、TW2粉料及 (NH4)2HPO4粉料，且其總質(zhì)量為71. 4g(四者的質(zhì)量比約為3 :1:9: 26)夕卜，其它同實施例1。實施例10 實施例10中制備的負極活性材料，其表面設(shè)置的無機固體電解質(zhì)成分為 L^5Ala Ji1.5 (PO4) 3(即 Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4)3，y = 0. 5)，含量約為 2. 0 %，并使用此負極活性材料制備型號為454261的鋰離子電池。除制備負極活性材料時使用的前驅(qū)體物質(zhì)為Li2CO3粉料、Al2O3粉料、TW2粉料及 (NH4)2HPO4粉料，且其總質(zhì)量為27. 3g(四者的質(zhì)量比約為2 :1:5: 16)夕卜，其它同實施例1。對比例對比例中使用不含有表面處理層的石墨材料制作鋰離子電池，電池制備方法同實施例1。表1給出了各實施例及對比例鋰離子電池的釘刺實驗測試結(jié)果和循環(huán)性能。釘刺實驗的條件為鋼釘直徑2. 5mm，刺穿速度lmm/s。實驗時鋼釘從電芯的中心穿過，并在電芯中保持15min，觀察電芯的變化。如果電芯冒出大量的煙或著火，則認為電芯不能通過釘刺測試。表1的容量保持率一欄為鋰離子電池在常溫下經(jīng)過500次循環(huán)(充放電倍率1C/1C) 后的容量保持率。容量保持率定義為500此循環(huán)后電池的放電容量與電池第一個循環(huán)放電容量的比值，容量保持率越高說明鋰離子電池具有更優(yōu)越的循環(huán)性能。表 權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池用負極活性材料，包括碳質(zhì)材料的芯，及形成于碳芯表面的無機固體電解質(zhì)處理層，其特征在于該無機固體電解質(zhì)層具有以下化學式Li3xLa(2/3_x)Ti03( I )其中，0 彡 χ 彡 0. 16，或者Li(1+y)AlyTi(2_y) (PO4) 3 ( II )其中，0· 2 彡 y 彡 0· 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述無機固體電解質(zhì)處理層為Lia33LEta56TiCV
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述無機固體電解質(zhì)處理層為 Li1.3Al0.3TiL7(PO4)30
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述處理層由附著在碳芯表面的無機固體電解質(zhì)顆粒構(gòu)成，顆粒尺寸小于等于500納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述無機固體電解質(zhì)處理層的含量占負極活性物質(zhì)的總量的0. l%-5. 0Wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述碳質(zhì)材料的芯為石墨顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述石墨顆粒的平均粒徑為3-50微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述負極活性材料的制備過程包括，將碳質(zhì)材料的芯與合成無機固體電解質(zhì)的前驅(qū)體粉料混合，并將混合物在非氧化氣氛中燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池用負極活性材料，其特征在于所述的非氧化氣氛為氮氣或者氬氣。
10.一種鋰離子電池，其包括正極片、負極片、間隔于正負極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，負極片包括負極集流體和分布在集流體上的包含負極活性材料的膜片，其特征在于所述負極活性材料為權(quán)利要求1至7中任一項所述的鋰離子電池用負極活性材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池及其負極活性材料，所述負極活性材料包括碳質(zhì)材料的芯，及形成于碳芯表面的無機固體電解質(zhì)處理層，該無機固體電解質(zhì)比鋰離子電池負極材料表面自然形成的固體電解質(zhì)膜具有更高的熱穩(wěn)定性，當鋰離子電池被濫用而使自身溫度身高時，無機固體電解質(zhì)層不會發(fā)生熱分解，能有效阻止嵌鋰負極活性材料與電解液的接觸，減緩嵌鋰負極活性材料與電解液反應的放熱速率，從而提高鋰離子電池的安全性，同時，本發(fā)明還公開了所述鋰離子電池負極材料的制備方法和使用該負極活性材料的鋰離子電池。
文檔編號H01M4/58GK102332579SQ20111004114
公開日2012年1月25日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者于子龍, 汪穎, 許瑞, 趙豐剛 申請人:東莞新能源電子科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司