本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用負極材料的制備方法，特別涉及一種化合物包覆鋰電池負極材料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著鋰離子電池起火事件的不斷發(fā)生，鋰離子電池的安全性能成為首先要解決的關(guān)鍵問題。鋰離子電池的安全問題，是與電池的物質(zhì)組成直接相關(guān)的。由于在濫用情況下，比如電池過熱，過度充、放電，受到撞擊、擠壓，短路等，內(nèi)部的電池材料之間發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱和氣體，會引起電池的熱失控，最終誘發(fā)著火或者爆炸事故。

目前改善鋰離子電池安全性主要有如下方法：采用陶瓷隔膜、提高電解液的安全性、提供更安全性的鋰離子電極材料、改善鋰離子電池安全保護設(shè)計等。針對于負極材料，由于其表面的sei膜往往是鋰離子電池中最容易發(fā)生熱化學(xué)分解并放熱的部分，因此提高sei膜的熱穩(wěn)定性是提高負極材料安全性的關(guān)鍵方法。通過微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或者碳包覆等方法，將sei膜層進行表面修飾，可以改善sei膜的特性，降低活性物質(zhì)與電解液的直接接觸、阻止鋰離子的溶劑分子共遷入，降低電荷轉(zhuǎn)移界面阻抗，提高負極物質(zhì)的熱穩(wěn)定性。

已知的金屬和金屬氧化物沉積負極是將納米金屬氧化物涂覆在負極片上，或是固體分散，高溫?zé)Y(jié)方式進行，如例1：專利《cn103117132b一種能提高安全性能的鋰離子電池負極材料的制備方法》提出通過噴涂法在負極極片表面涂覆一定厚度的偏鋁酸鋰漿料，通過干燥、烘烤等工藝得到含有偏鋁酸鋰的負極極片。該方法需在極片上進行操作，增加了電池廠操作的復(fù)雜度，且制備方法困難，存在不易推廣的缺點。

例2：專利《cn102820471b一種高安全性鋰離子電池負極材料及其制備方法》提出將al(oh)3溶膠與naoh、lioh在40～90℃溫度下反應(yīng)制得lialo2，石墨與lialo2混合并調(diào)ph值后在500～800℃下加熱，蒸除其中的有機化合物和水分，研磨得石墨/lialo2復(fù)合粉體；石墨/lialo2復(fù)合粉體在鐵催化劑下放入石英管中，制得石墨/lialo2/碳納米管復(fù)合材料，再經(jīng)球磨得到高安全性鋰離子電池負極材料。此方法工藝復(fù)雜，能耗高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在不降低鋰離子鋰電池負極材料本身容量、倍率等性能的前提下，采用新方法提升鋰離子鋰電池負極材料的安全性能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種化合物包覆鋰電池負極材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟：

s1.制備包覆原材料溶液：

將包覆原材料溶解到溶劑中，包覆原材料與溶劑的質(zhì)量比為1:（19~1000），控制溫度在20~60℃，充分攪拌，直至溶質(zhì)溶解或均勻分散。

所述包覆原材料為：a（異丙醇鋁）和/或b（硼酸）；

所述溶劑為有機溶劑；

s2、包覆工藝：

將鋰電池負極材料與包覆原材料溶液的按照質(zhì)量比為1:（0.3~10），一起加入攪拌設(shè)備中，然后進行動態(tài)攪拌、低溫烘干，直至溶劑全部蒸干，在鋰電池負極材料的表面形成化合物和金屬氧化物混合物包覆層。

優(yōu)選的，所述有機溶劑為醇類物質(zhì)。

優(yōu)選的，所述醇類物質(zhì)為乙醇、或丙醇、或其它醇類。

優(yōu)選的，步驟s1的溶解時間為1~5小時。

優(yōu)選的，步驟s2中的動態(tài)低溫烘干是指在60~600℃的溫度下，攪拌干燥2~20小時，直至溶劑全部蒸干，部分化合物分解為金屬氧化物。

優(yōu)選的，所述步驟s2中的鋰電池負極材料為天然石墨、或人造石墨、或中間相碳微球、或軟碳、或硬碳、或硅碳材料等。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

傳統(tǒng)的金屬氧化物包覆鋰電池負極材料，主要是通過物理混合、燒結(jié)的方式進行，存在混合不均勻、制備方法困難，不易推廣等缺點。本發(fā)明采用液相包覆方式，將包覆原材料在動態(tài)低溫條件下烘干，部分化合物分解成納米級的金屬氧化物，在鋰電池負極材料表面形成化合物和金屬氧化物包覆膜。此方法簡單、成本低、易于推廣，并具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明采用的包覆原材料不同：本發(fā)明采用異丙醇鋁、硼酸作為包覆原材料，具有絕緣、隔熱、耐高溫的性能。隨著鋰離子充電電池容量的不斷提高，內(nèi)部蓄積的能量越來越大，內(nèi)部溫度會提高，有可能出現(xiàn)溫度過高使膜被融化而造成短路。在負極表面包覆本發(fā)明的化合物，能有效提高電極的絕緣、隔熱和耐高溫性能，減少電極之間短路，提高鋰電池安全性。

（2）本發(fā)明的包覆方法不同于傳統(tǒng)的方法：本發(fā)明采用乙醇、丙醇等其它醇類物質(zhì)作為包覆原材料溶劑，將包覆原材料溶解在溶劑中，形成包覆原材料溶液，再與鋰電池負極材料混合均勻，動態(tài)低溫烘干。最后包覆在鋰電池負極材料表面的是化合物和金屬氧化物的混合物。本發(fā)明采用液相包覆方法，包覆簡單均勻，能耗低。

（3）本發(fā)明還能提升材料的循環(huán)性能：本發(fā)明通過液相包覆法改變材料的表面狀況，通過物理阻隔減少活性材料在電解液中的侵蝕分解，并減少了電解液自身的分解。而且納米結(jié)構(gòu)的化合物與金屬氧化物的混合物能容納鋰電池負極材料粒子在li+脫嵌過程中的體積變化，防止電極結(jié)構(gòu)的損壞，有效地提升了循環(huán)性能。

（4）本發(fā)明還能提升倍率性能：本發(fā)明采用的納米厚度的化合物與金屬氧化物的混合物包覆層會大幅減小界面阻抗，額外提供電子傳輸隧道。

具體實施方式

下面結(jié)合具本實例對本發(fā)明方法進一步進行說明，本發(fā)明方法中的鋰電池負極材料包括但不限于天然石墨、或人造石墨、或中間相碳微球、或軟碳、或硬碳、或硅碳材料等。

對比例

以湖南星城石墨科技股份有限公司的mng-1材料為對比樣，mng-1材料是根據(jù)傳統(tǒng)的物理混合、燒結(jié)的方式制作的鋰電池負極材料。

實施例1

將10ga物質(zhì)投入到1500g乙醇中，在30℃下充分攪拌溶解1小時，直至a物質(zhì)溶解在溶劑中，之后上述溶液與3000gmng-1鋰電池負極材料均勻混合，在80℃條件下攪拌10小時，直至材料全部干燥，經(jīng)過篩分包裝即制得成品。

實施例2

將40gb物質(zhì)投入到9000g丙醇中，在20℃下充分攪拌溶解3小時，直至b物質(zhì)全部溶解。之后將上述溶液與2000gmng-1鋰電池負極材料均勻混合，在200℃條件下攪拌20小時，直至材料全部干燥，經(jīng)過篩分包裝即制得成品。

將對比例、實施例1、實施例2所制作的負極材料組裝成電池進行測試，其結(jié)果如下表1和表2所示：

表1容量及倍率性能測試表

表2循環(huán)性能測試表

從表1和表2可知，本發(fā)明所制作的產(chǎn)品，其循環(huán)性能及倍率性能明顯優(yōu)于對比例。