泡沫状硅粉及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池负极用泡沫状硅粉及其制备方法。其中，泡沫状硅粉的制备方法，包括：在硅镁合金粉末的表面包覆锡铋合金层；将包覆有锡铋合金层的硅镁合金粉末进行固相扩散热处理，以促进包覆层中的锡和铋金属与镁反应结合；将固相扩散热处理后的硅镁合金粉末进行氧化处理；以及将氧化处理之后的硅镁合金粉末进行酸洗去除锡、铋和镁、在含碳有机物的介质中球磨以及煅烧，得到表面含有碳导电层的微孔结构的泡沫状硅粉。克服了现有技术中的车间镁粉粉尘易着火、爆炸的安全风险，适宜工业化批量生产，泡沫状硅粉为微孔结构，微孔空隙均匀，粉末整体氧含量低于5％；作为负极材料具有较好的导电性和较大的首次充放电库伦效率。

【技术实现步骤摘要】
泡沫状硅粉及其制备方法、锂离子电池
本专利技术属于电池材料制备
，涉及一种泡沫状硅粉及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
由于硅具有比石墨负极高十倍以上的理论比容量(硅的理论比容量值为：4200mAh/g)，利用硅代替现在常用的石墨负极已成为高能量密度动力电池研究的目标。硅作为负极在使用中有以下缺点：体积膨胀大，硅颗粒易破裂、粉化；首次充放电库伦效率低；阻抗高；针对上述缺点，一系列的改进方法已被证实有效，如利用纳米尺度硅颗粒可减少大块硅的破裂，采用多孔结构硅颗粒可缓解充电过程中的体积膨胀，而表面包覆碳层则可改善硅的导电性等等。在上述研究结果的基础上，纳米硅晶体构成的多孔硅粉的制备方法已成为电池材料的研究热点。制备纳米硅粉的方法有高能球磨法、等离子体加热蒸发冷凝法、化学法等。高能球磨方法适用普遍，但制备纳米硅粉费时，且粉末表面多孔结构难以形成。等离子体加热蒸发冷凝法设备复杂，原材料的选取以及后续工艺处理过程的选择也存在一定的局限性，比如：有些研究中，制备的纳米硅一次颗粒球形度虽高，但这种球形纳米硅难以结合形成有大量空隙的二次聚合硅颗粒，不利于后续工艺处理；有些研究中，制造的纳米硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫状硅粉的制备方法，包括：在硅镁合金粉末的表面包覆锡铋合金层；将包覆有锡铋合金层的硅镁合金粉末进行固相扩散热处理，以促进包覆层中的锡和铋金属与镁反应结合；将固相扩散热处理后的硅镁合金粉末进行氧化处理；以及将氧化处理之后的硅镁合金粉末进行酸洗去除锡、铋和镁，在含碳有机物的介质中球磨以及煅烧，得到表面含有碳导电层的微孔结构的泡沫状硅粉。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫状硅粉的制备方法，包括：在硅镁合金粉末的表面包覆锡铋合金层；将包覆有锡铋合金层的硅镁合金粉末进行固相扩散热处理，以促进包覆层中的锡和铋金属与镁反应结合；将固相扩散热处理后的硅镁合金粉末进行氧化处理；以及将氧化处理之后的硅镁合金粉末进行酸洗去除锡、铋和镁，在含碳有机物的介质中球磨以及煅烧，得到表面含有碳导电层的微孔结构的泡沫状硅粉。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述在硅镁合金粉末的表面包覆锡铋合金层的方法包括：将硅镁合金粉末与金属锡粉、铋粉的混合粉或与锡铋合金粉混合，并采用机械球磨的方式实现包覆；或者将硅镁合金粉末与金属锡粉、铋粉的混合粉或与锡铋合金粉混合，并将混合粉装入有搅拌装置的热处理炉内，通过机械搅拌并加热混合粉实现包覆；或者将硅镁合金粉末与金属锡粉、铋粉的混合粉或与锡铋合金粉混合，并采用机械球磨的方式实现包覆；以及将机械球磨后的混合粉装入有搅拌装置的热处理炉内，通过机械搅拌并加热混合粉促进进一步包覆。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中：所述锡铋合金中，锡的质量百分比为1-20％；所述硅镁合金中，硅的质量百分比为30-35％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述固相扩散热处理的温度为250-350℃。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，朱凌云，何旻雁，刘鑫雨，赵霞妍，
申请(专利权)人：桂林电器科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45