(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111572556.4 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 广东邦普循环科技有限公司 地址 528137 广东省佛山市三水区乐平镇 智信大道6号 申请人 湖南邦普循环科技有限公司 　 湖南邦普 汽车循环有限公司 (72)发明人 余海军　陈江东　谢英豪　徐加雷　 吴奔奔　李长东　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 代理人 肖云 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/38(2006.01)H01M 4/58(2010.01) H01M 4/583(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种负极材 料及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种负极材料及其制备方法 和应用。 一种负极材料， 包括： 硅基内核、 包裹于 硅基内核表 面的碳基层， 以及包裹于碳基层表面 的金属磷化物； 碳基层上具有孔结构。 本发明的 负极材料， 通过结构和成分的设计， 能够大幅提 升硅基负极的循环稳定性。 本发 明还提供了上述 负极材料的制备方法和应用。 权利要求书1页 说明书8页 附图3页 CN 114373909 A 2022.04.19 CN 114373909 A 1.一种负极材料， 其特征在于， 包括： 硅基 内核、 包裹所述硅基 内核的碳基层， 以及包裹 于所述碳基层表面的金属磷化物； 所述碳基层上 具有孔结构。 2.根据权利要求1所述的负极材料， 其特征在于， 所述金属磷化物包括磷化铁、 磷化镍、 磷化钼和磷化钴中的至少一种。 3.根据权利要求1所述的负极材料， 其特征在于， 所述负极材料的粒径为1～3μm； 优选 地， 所述负极材 料的比表面积为3 00～400m2/g。 4.一种如权利要求1～3任一项所述负极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1.将硅基颗粒、 金属盐和配体进行溶剂热反应后固液分离， 得MOF包裹的硅基颗粒； 所 述配体包括含 磷配体； S2.将所述MOF包裹的硅基颗粒在保护气氛中煅烧。 5.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述含磷配体包括羟基乙 叉二膦酸和草甘二膦中的至少一种； 优选地， 所述配体还包括含氮配体； 优选地， 所述金属 盐包括镍盐、 钴盐、 钼盐和铁盐中的至少一种。 6.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述金属盐和含磷配体的 摩尔比为1： (1～ 2)。 7.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述溶剂热反应的温度为 100～150℃； 优选地， 所述溶剂热反应的时长为10～16 h。 8.根据权利 要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S2中， 所述煅烧的恒温温度为450 ～550℃； 优选地， 所述煅烧的恒温时长为4～6h； 优选地， 所述煅烧的升温速率为2～7℃/ min。 9.一种负极， 其特征在于， 制备原料包括权利要求1～3任一项所述的负极材料或如权 利要求4～8任一项所述制备 方法制得的负极材 料。 10.一种二次电池， 其特 征在于， 包括如权利要求9所述的负极。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114373909 A 2一种负极材料及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于二次电池技 术领域， 具体涉及一种负极材 料及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]锂离子电池(Lithium ‑ion battery， LIB)， 是一种二次电池， 具有容量大、 重量轻、 寿命长等优点。 可用于锂离子电池负极的材料包括锂金属(Li)、 单质硅(Si)、 石墨、 硅碳、 硒 化锡(SnSex)、 四氧化三锰(Mn3O4)、 二硫化铼(ReS2)等。 目前， 石墨负极是商业上最成熟的负 极， 具有优良的导电性和良好的循环稳定 性， 但其克比容量较低(372mAh ·g‑1)， 是提升锂 离 子电池能量密度的障碍。 此外， 锂金属负极虽然具有理论容量大、 密度低、 氧化还原电位低 等优点， 但是其面临的锂枝晶问题较其他种类负极更为严重， 而锂枝晶可能会造成严重的 安全问题。 [0003]硅具有理论容量高(4200mAh ·g‑1)、 资源丰富、 价格低廉等优点， 有望取代现在的 石墨负极进 行大规模商业化。 然而， 在进 行商业化之前， 必须克服硅材料在充放电过程中体 积变化大的问题(～3 00％)。 [0004]为了解决关于硅负极的问题， 研究者进行了如下几个方向的探索： 其一， 将硅基材 料进行纳米化， 如此可缓解体积膨胀对电池性能的影响； 其二， 将硅与其他材料进行复合， 例如硅碳材 料。 [0005]但是上述改性思路取 得的效果有限， 所 得硅基负极的循环稳定性 仍有待提升。 发明内容 [0006]本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明提出一 种负极材 料， 通过结构和成分的设计， 能够大幅提升 硅基负极的循环稳定性。 [0007]本发明还提出一种上述负极材 料的制备 方法。 [0008]本发明还提出 上述负极材 料的应用。 [0009]根据本发明的一个方面， 提出了一种负极材料， 包括： 硅基内核、 包裹所述硅基内 核的碳基层， 以及包裹于所述 碳基层表面的金属磷化物； [0010]所述碳基层上 具有孔结构。 [0011]根据本发明的一种优选的实施方式， 至少具有以下有益效果： [0012](1)本发明提供的负极材料具有双层核壳结构， 最外层的壳为金属磷化物， 通过转 化反应， 在放电过程中可以形成Li3P， 提升对Li+的存储能力， 即进一步提升负极材料的放 电容量； 同时金属磷化物还具有优异的导电性能， 因此 可提升负极材 料的倍率性能； [0013]中间层为 碳基层， 可以提升负极材 料的电子电导 率， 提升其 倍率性能； [0014]内核为硅基颗粒， 可发挥其特有的高容 量密度的优势； [0015]因此， 本发明通过结构设计和成分间的协同作用， 可获得具有高容量、 高电子电导 率的负极材 料。 [0016](2)本发明在最外层金属磷化物和硅基内核中间设置了具有孔结构的碳基层， 其说　明　书 1/8 页 3 CN 114373909 A 3