一种锂离子电池氧化亚硅复合材料、制备方法及其用途技术
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池氧化亚硅复合材料、制备方法及其用途
本专利技术属于锂离子电池复合材料领域，具体地，本专利技术涉及一种锂离子电池氧化亚硅复合材料、制备方法及其用途。
技术介绍
一直以来，因氧化亚硅(SiO)良好的体积效应，人们尝试将其作为锂离子电池复合材料，一般认为，SiO负极充放电机理如下：SiO+Li→Li2O+Si(1)SiO+Li→Li4SiO4+Si(2)Si+Li→Li4.4Si(3)SiO作为复合材料时，其首次库仑效率低，主要是因为第一步反应(式1)和(式2)为不可逆反应，生成的Li2O、Li4SiO4以及硅的氧化物与有机电解液接触分解和缩合等反应消耗较多的锂离子。生成的Li2O、Li4SiO4以骨架网络析出，充当了一种良好的原位缓冲基质，有效地抑制了充放电过程中活性金属硅颗粒的体积效应；同时二者也起到了支撑和分散金属硅聚集区颗粒的作用，避免了细小弥散金属硅聚集区颗粒在后期充放电循环过程中的团聚现象，对循环稳定性有利。这也正是氧化亚硅(SiO)材料一直被人们所看好，现实意义上最快成为下一代复合材料最主要的原因。对于氧化亚硅材料，理论容量和效率计算如下，假...
【技术保护点】
一种锂离子电池氧化亚硅复合材料，其特征在于，其由化学式为SiOx(0.9<x<1.1)的粉末和导电碳包覆层组成；其中，SiOx中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部SiOx粉末的15.0％以下，3.0<D90/D10<15.0，D90<25.0μm，Dmax<50.0μm；碳包覆前后SiOx中值粒径D50变化在0.5～2.0μm之间。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池氧化亚硅复合材料，其特征在于，其由化学式为SiOx的粉末和导电碳包覆层组成，0.9<x<1.1；其中，SiOx中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部SiOx粉末的15.0％以下，3.0<D90/D10<15.0，D90<25.0μm，Dmax<50.0μm；碳包覆前后SiOx中值粒径D50变化在0.5～2.0μm之间；而且，所述氧化亚硅复合材料D10>1.0μm，3.0<D50<15.0μm，Dmax<50μm；其中，所述锂离子电池氧化亚硅复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)将SiOx块体置于反应器中进行900～1150℃热处理，使Si微晶均匀分散于SiOx中，得到改性SiOx颗粒；(2)将改性SiOx颗粒进行破碎、粉碎和分级，得到SiOx粉末；(3)将SiOx粉末置于回转炉中于600～900℃进行气相碳包覆处理，得到前驱体；(4)对前驱体中粘连颗粒进行撕裂处理，以控制碳包覆前后SiOx中值粒径D50变化在0.5～2.0μm之间。2.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，所述锂离子电池氧化亚硅复合材料的BET比表面积为1.0～3.0m2/g。3.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，利用CuKα放射源XRD测定锂离子电池氧化亚硅复合材料晶体结构，对应2θ＝26.0～30.0°范围内存在Si(111)特征峰，Si(111)晶面晶粒尺寸在2.0～15.0nm之间。4.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，利用拉曼光谱仪测定锂离子电池氧化亚硅复合材料碳包覆层结构特征，对应1345～1355cm-1峰强度ID与1575～1595cm-1峰强度IG的比值ID/IG在0.5～2.0之间。5.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，导电碳包覆层的厚度为5.0～125.0nm，碳含量占氧化亚硅复合材料的0.5～20.0wt％。6.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，所述氧化亚硅复合材料中不纯物Fe<30.0ppm、Co<5.0ppm、Cu<5.0ppm、Ni<5.0ppm、Al<10.0ppm、Cr<5.0ppm、Zn<5.0ppm、Ca<5.0ppm以及Mn<5.0ppm。7.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，所述氧化亚硅复合材料中磁性异物Fe、Cr、Ni和Zn的总量为0.1ppm以下。8.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，SiOx粉末中O与Si的摩尔比为0.9～1.1，且不含0.9和1.1。9.如权利要求1所述的氧化亚硅复合材料，其特征在于，所述氧化亚硅复合材料的粉体压实密度为1.0～1.5g/cm3。10.一种如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，余德馨，任建国，李胜，黄友元，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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