硅氧负极材料的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术提出一种硅氧负极材料制备方法及其产品和应用，所述负极材料通式为SiOx，其中，0≤x≤2。本发明专利技术提出了一种SiOx负极材料简易的高温气相合成方法，以金属Si粉(d50≈5‑10μm)以及SiO2(d50≈5‑20 nm)作为制备的原材料，溶解于一定量的去离子水中，搅拌均匀后置于浆料分散机中持续研磨、搅拌数小时，直到浆料搅拌均匀。将混合均匀的溶液烘干除去水分。称量一定质量干燥粉末通过压制成具有一定规则形状的模块前驱体。将前驱体转移至高温真空炉中，在1200℃、100 Pa的条件下热处理8h得到最终产物SiOx。整个制备方法简单高效，制备的SiOx负极材料具有首效高、克容量大、循环性能好等特点。

Preparation, Products and Applications of Silicon Oxygen Anode Materials

The invention provides a preparation method of silicon oxygen negative material and its products and applications. The general formula of the negative material is SiOx, where 0 < x < 2. The invention provides a simple high temperature gas phase synthesis method of SiOx anode material, which uses metal Si powder (d50 5 10 um) and SiO 2 (d50 5 20 nm) as raw materials, dissolves in a certain amount of deionized water, stirs evenly, and then puts them in a slurry disperser for continuous grinding and stirring for several hours until the slurry is stirred evenly. Dry the mixture evenly to remove moisture. The dry powder with a certain mass is weighed and pressed into a modular precursor with a certain regular shape. The precursor was transferred to a high temperature vacuum furnace and the final product SiOx was obtained by heat treatment at 1200 C and 100 Pa for 8 hours. The preparation method is simple and efficient. The prepared SiOx anode material has the characteristics of high first-effect, large gram capacity and good cycling performance.

【技术实现步骤摘要】
硅氧负极材料的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于材料化学
，具体涉及到硅氧负极材料的制备方法及其产品和应用，应用于锂离子电池。
技术介绍
当前锂离子电池商业化的负极材料为石墨，然而石墨的质量比容量(比较低LiC6，372mAh·g−1)，而且高倍率的充放电性能差，与有机溶剂(尤其是PC基的电解质)相容性差。除此之外，石墨负极的工作电压更接近于锂的沉积电压(~100mVvsLi+/Li)，循环过程所产生的SEI膜会被破坏，从而引发诸多问题。所以，人们的注意力则开始转移到能够开发出高容量，高效率的负极材料。硅是一种半导体材料，但是应用在锂离子电池中作为负极材料它的嵌锂机制比较复杂，会形成多种硅-锂合金(Li12Si7,Li13Si4,Li15Si4,Li22Si5,Li7Si3等形式)，其中硅锂合金(Li22Si5)的理论比容量高达4200mAh·g−1，是各种合金中最高的，这远远大于石墨的理论比容量。近年来，SiOx也开始显现出其用于锂离子电池Si基负极材料上的优势，引入了氧，使得首次嵌锂生成了惰性组分，这也造成了脱嵌锂行为下绝对体积的降低。相比较于单质硅，SiOx更有实用化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅氧负极材料的制备方法，所述硅氧负极材料化学式为SiOx，其中，0≤x≤2，其特征在于，采用高温气相合成方法，包括下述步骤：（1）制备包括粒径d50≈5‑10 μm的金属Si粉以及粒径d50≈5‑20 nm的SiO2作为原材料；（2）称取金属Si粉以及SiO2溶解于去离子水中，搅拌均匀后置于浆料分散机中持续研磨、搅拌数小时，直到浆料搅拌均匀；将混合均匀的溶液烘干除去水分，得干燥粉末；（3）称量一定质量干燥粉末通过压制成具有一定规则形状的模块前驱体；（4）将模块前驱体转移至高温炉中，热处理得到最终产物SiOx。

【技术特征摘要】
1.一种硅氧负极材料的制备方法，所述硅氧负极材料化学式为SiOx，其中，0≤x≤2，其特征在于，采用高温气相合成方法，包括下述步骤：（1）制备包括粒径d50≈5-10μm的金属Si粉以及粒径d50≈5-20nm的SiO2作为原材料；（2）称取金属Si粉以及SiO2溶解于去离子水中，搅拌均匀后置于浆料分散机中持续研磨、搅拌数小时，直到浆料搅拌均匀；将混合均匀的溶液烘干除去水分，得干燥粉末；（3）称量一定质量干燥粉末通过压制成具有一定规则形状的模块前驱体；（4）将模块前驱体转移至高温炉中，热处理得到最终产物SiOx。2.根据权利要求1所述的硅氧负极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，根据化学方程式SiO2+Si→SiOx，x=1.2，通过所需SiOx的质量来计算SiO2和Si的质量。3.根据权利要求1所述的硅氧负极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述离子水的质量通过计算固含量为50-70%下，SiOxx=1.2的质量来计算得...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，张道明，张芳，王亚坤，卢玉英，吴晓燕，解启飞，邓秉浩，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31