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負(fù)極材料、負(fù)極和電池以及它們的制造方法與流程

文檔序號:11697555閱讀:來源:國知局
負(fù)極材料、負(fù)極和電池以及它們的制造方法與流程

技術(shù)特征:
1.一種負(fù)極材料,包括:包含碳材料的負(fù)極活性物質(zhì);在能夠嵌入和脫嵌電極反應(yīng)物的所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面上的多個包覆顆粒,其中,所述多個包覆顆粒包含堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的至少一種,所述多個包覆顆粒與所述負(fù)極活性物質(zhì)的比率在0.1wt%~10wt%的范圍內(nèi),負(fù)極活性物質(zhì)層的體積密度在1.70g/cm3~1.95g/cm3的范圍內(nèi),并且所述負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度在60μm~120μm的范圍內(nèi),其中,所述堿金屬鹽選自由氯化物鹽、硫酸鹽以及它們的混合物組成的組,其中,所述堿土金屬鹽選自由氯化物鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及它們的混合物組成的組,以及其中,在首次充電之前所述多個包覆顆粒覆蓋小于所述負(fù)極活性物質(zhì)的整個表面,并且所述堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的至少一種存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料,其中,所述多個包覆顆粒以膜狀覆蓋所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面的至少一部分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料,其中,所述堿金屬鹽是選自由氯化鋰、氯化鈉以及氯化鉀組成的組中的至少一種,并且所述堿土金屬鹽是碳酸鎂和碳酸鈣中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料,其中,所述碳材料為天然石墨。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料,其中,所述負(fù)極活性物質(zhì)包含含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)極材料,其中,所述含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料是選自由硅的單質(zhì)、硅的合金、硅的化合物、錫的單質(zhì)、錫的合金以及錫的化合物組成的組中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)極材料,其中,所述含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料是包含以下元素的材料:錫,作為第一元素,選自由鈷、鐵、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎵、鋯、鈮、鉬、銀、銦、鈰、鉿、鉭、鎢、鉍以及硅組成的組中的至少一種,作為第二元素,以及選自由硼、碳、鋁以及磷組成的組中的至少一種,作為第三元素。8.一種負(fù)極,包括:在負(fù)極集電體上的負(fù)極活性物質(zhì)層,其中,所述負(fù)極活性物質(zhì)層包含負(fù)極材料,所述負(fù)極材料在能夠嵌入和脫嵌電極反應(yīng)物的負(fù)極活性物質(zhì)的表面上具有多個包覆顆粒,所述負(fù)極活性物質(zhì)包含碳材料,所述多個包覆顆粒包含堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的至少一種,所述多個包覆顆粒與所述負(fù)極活性物質(zhì)的比率在0.1wt%~10wt%的范圍內(nèi);其中,所述負(fù)極活性物質(zhì)層的體積密度在1.70g/cm3~1.95g/cm3的范圍內(nèi),并且所述負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度在60μm~120μm的范圍內(nèi),其中,所述堿金屬鹽選自由氯化物鹽、硫酸鹽以及它們的混合物組成的組,其中,所述堿土金屬鹽選自由氯化物鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及它們的混合物組成的組,以及其中,所述多個包覆顆粒覆蓋小于所述負(fù)極活性物質(zhì)的整個表面,并且在首次充電之前所述堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的至少一種存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)極,其中,所述多個包覆顆粒以膜狀覆蓋所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面的至少一部分。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)極,其中,所述堿金屬鹽是選自由氯化鋰、氯化鈉以及氯化鉀組成的組中的至少一種,并且所述堿土金屬鹽是碳酸鎂和碳酸鈣中的至少一種。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)極,其中,所述碳材料為天然石墨。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)極,其中,所述負(fù)極活性物質(zhì)包含含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的負(fù)極,其中,所述含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料是選自由硅的單質(zhì)、硅的合金、硅的化合物、錫的單質(zhì)、錫的合金以及錫的化合物組成的組中的至少一種。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的負(fù)極,其中,所述含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料是包含以下元素的材料:錫,作為第一元素,選自由鈷、鐵、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎵、鋯、鈮、鉬、銀、銦、鈰、鉿、鉭、鎢、鉍以及硅組成的組中的至少一種,作為第二元素,以及選自由硼、碳、鋁以及磷組成的組中的至少一種,作為第三元素。15.一種電池,包括:正極;負(fù)極;以及電解液,其中,所述負(fù)極在負(fù)極集電體上具有負(fù)極活性物質(zhì)層,所述負(fù)極活性物質(zhì)層包含在能夠嵌入和脫嵌電極反應(yīng)物的負(fù)極活性物質(zhì)的表面上具有多個包覆顆粒的負(fù)極材料,所述負(fù)極活性物質(zhì)包含碳材料,所述多個包覆顆粒包含堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的至少一種,所述多個包覆顆粒與所述負(fù)極活性物質(zhì)的比率在0.1wt%~10wt%的范圍內(nèi);其中,所述負(fù)極活性物質(zhì)層的體積密度在1.70g/cm3~1.95g/cm3的范圍內(nèi),并且所述負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度在60μm~120μm的范圍內(nèi),其中,所述堿金屬鹽選自由氯化物鹽、硫酸鹽以及它們的混合物組成的組,其中,所述堿土金屬鹽選自由氯化物鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及它們的混合物組成的組,以及其中,所述多個包覆顆粒覆蓋小于所述負(fù)極活性物質(zhì)的整個表面,并且在首次充電之前所述堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的至少一種存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面上。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池,其中,所述多個包覆顆粒以膜狀覆蓋所述負(fù)極活性物質(zhì)的表面的至少一部分。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池,其中,所述堿金屬鹽是選自由氯化鋰、氯化鈉以及氯化鉀組成的組中的至少一種,并且所述堿土金屬鹽是碳酸鎂和碳酸鈣中的至少一種。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池,其中,所述負(fù)極材料具有涂層,所述涂層覆蓋所述多個包覆顆粒,并且形成在所述負(fù)極與所述電解液之間具有電極反應(yīng)物離子傳導(dǎo)性但是沒有電子傳導(dǎo)性的穩(wěn)定界面。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池,其中,所述碳材料為天然石墨。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池,其中,所述負(fù)極活性物質(zhì)包含含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池,其中,所述含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料是選自由硅的單質(zhì)、硅的合金、硅的化合物、錫的單質(zhì)、錫的合金以及錫的化合物組成的組中的至少一種。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池,其中,所述含有金屬元素和類金屬元素中的至少一種的材料是包含以下元素的材料:錫,作為第一元素,選自由鈷、鐵、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎵、鋯、鈮、鉬、銀、銦、鈰、鉿、鉭、鎢、鉍以及硅組成的組中的至少一種,作為第二元素,以及選自由硼、碳、鋁以及磷組成的組中的至少一種,作為第三元素。
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