一种硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及本一种硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极，它通过向硅基纳米材料和导电剂的混合物中加入粘结剂和硼酸化合物进行混合制得；所述粘结剂为含羟基水溶性高分子，所述硼酸化合物为选自硼酸、硼砂和有机硼化物中的一种或多种组成的混合物，所述硼酸化合物中硼元素与所述粘结剂中羟基的摩尔比为0.02~0.2。通过选用具有特定化学结构和性能的硼酸化合物剂作为交联剂和表面成膜剂，与粘结剂体系混合使用，由于B元素的缺电子特性，硼酸化合物可以和羟基结合并脱水，形成比较牢固的化学配合物，在粘结剂分子链之间的交联和架桥，从而显著提高粘结剂的强度，改善粘结剂的粘结性能以及硅粉体表面和粘结剂的界面特性。

【技术实现步骤摘要】
一种硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极及其制备方法
本专利技术属于锂电池负极领域，具体涉及一种硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极及其制备方法。
技术介绍
高比能锂离子电池对解决未来车用电源和规模化储能非常关键，硅基负极材料(包括纯硅负极材料和硅碳复合负极材料)具有比容量高(4200mAh/g)、材料丰富、价格低廉等优点，是发展高比能锂离子电池的关键负极材料的重要选择，近年来得到了广泛的研究和开发。然而硅基负极材料在嵌脱锂过程中会产生巨大的体积变化，体积膨胀超过300％，如此巨大的体积变化一方面会导致纳米硅颗粒本身的团聚，更会导致其表面的固体电解质相界面膜(SEI)的不断破坏和重整，造成电池内部巨大的锂消耗，使得硅基负极一直存在电极容量衰减快、循环性能差等突出问题。纳米化一直是解决硅材料巨大体积效应的重要途径。近年来，许多硅纳米材料包括硅纳米线、纳米棒、纳米管、纳米球、硅碳复合物等先后合成和报道出来，通过这些制备和修饰技术有效提高了硅基负极材料的电化学循环性能。然而，需要指出的是，纳米化同时也会带来其它一系列问题：包括材料的比表面高导致电极表面SEI膜形成过程中的副反应强烈，电极首次库伦效率下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极，其特征在于：它通过向硅基纳米材料和导电剂的混合物中加入粘结剂和硼酸化合物进行混合制得；所述粘结剂为含羟基水溶性高分子，所述硼酸化合物为选自硼酸、硼砂和有机硼化物中的一种或多种组成的混合物，所述硼酸化合物中硼元素与所述粘结剂中羟基的摩尔比为0.02~0.2。

【技术特征摘要】
1.一种硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极，其特征在于：它通过向硅基纳米材料和导电剂的混合物中加入粘结剂和硼酸化合物进行混合制得；所述粘结剂为含羟基水溶性高分子，所述硼酸化合物为选自硼酸、硼砂和有机硼化物中的一种或多种组成的混合物，所述硼酸化合物中硼元素与所述粘结剂中羟基的摩尔比为0.02~0.2。2.根据权利要求1所述的硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极，其特征在于：所述有机硼化物包括苯硼酸、乙基苯硼酸、乙烯基苯硼酸、羧基苯硼酸、羧基乙烯基苯硼酸和丙烯酰胺基苯硼酸。3.根据权利要求1所述的硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极，其特征在于：所述硅基纳米材料、导电剂和粘结剂的质量百分含量分别为70~90%、5~25%和2~5%。4.根据权利要求1所述的硼酸化合物修饰锂离子电池硅负极，其特征在于：所述硅基纳米材料为纳米硅粉体或硅-碳复合粉体。5.根据权利要求1所述的硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪河，曹章，单晓建，朱国斌，王艳，邵杰，曲群婷，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32