【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子二次电池的硅基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子二次电池领域，具体涉及一种硅基复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着各种便携式电子装置和电动汽车的不断发展，其对于能量密度高、循环寿命长的锂离子电池的需求日益迫切。目前商业化的锂离子电池的负极材料主要为石墨，但由于理论容量低(372mAh/g)，限制了锂离子电池能量密度的进一步提高。而单质硅负极材料则具有很高的容量优势(室温下嵌锂态为Li15Si4，理论储锂容量约3600mAh/g)，是目前商业石墨负极材料理论容量的10倍左右，具有其它负极材料无法匹敌的高容量优势，因此成为了学术界和产业界多年来的研发热点，并逐渐从实验室研发走向商业应用。目前针对硅负极材料的开发主要有三种，一是单质硅(包括纳米硅、多孔硅、非晶硅等)及其同碳材料的复合材料；二是硅与其它金属(如铁、锰、镍、铬、镉、锡、铜等)、非金属(碳、氮、磷、硼等)成分组合而成的合金材料；三是硅氧化合物及其同碳材料的复合材料。以上三种结构中，单质硅材料的理论容量最高，因此理论能量密度也最高。然而，单质硅负极材料在嵌脱锂过程中存在严重的体积...
【技术保护点】
1.一种用于锂离子二次电池的硅基复合材料，其特征在于：包含有具有锂离子的硅基材料颗粒，所述硅基材料颗粒具有核壳结构，硅基材料颗粒外包覆有复合膜层；所述复合膜层分为两层：内层为完全覆盖或部分覆盖硅基材料颗粒表面的碳膜层或碳膜层与导电添加剂形成的碳膜/导电添加剂复合膜层；外层为部分结晶或完全结晶的金属化合物包覆层，该包覆层完全覆盖或部分覆盖前述硅基材料颗粒的表面或前述内层的表面；所述硅基材料颗粒的核壳结构的形成是因为：前述金属化合物包覆层往所述硅基材料颗粒表层扩散，与颗粒表层结合，形成含有金属硅酸盐化合物的致密壳层。
【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子二次电池的硅基复合材料，其特征在于：包含有具有锂离子的硅基材料颗粒，所述硅基材料颗粒具有核壳结构，硅基材料颗粒外包覆有复合膜层；所述复合膜层分为两层：内层为完全覆盖或部分覆盖硅基材料颗粒表面的碳膜层或碳膜层与导电添加剂形成的碳膜/导电添加剂复合膜层；外层为部分结晶或完全结晶的金属化合物包覆层，该包覆层完全覆盖或部分覆盖前述硅基材料颗粒的表面或前述内层的表面；所述硅基材料颗粒的核壳结构的形成是因为：前述金属化合物包覆层往所述硅基材料颗粒表层扩散，与颗粒表层结合，形成含有金属硅酸盐化合物的致密壳层。2.根据权利要求1所述的用于锂离子二次电池的硅基复合材料，其特征在于：所述金属化合物包覆层由金属氧化物或碱式金属氧化物或金属氢氧化物中的一种或几种材料形成，包含钛、镁、锆、锌、铜、铝、镍、铁、锰、钴、铬、钙、钡、锡中的一种或多种元素；所述金属化合物包覆层的厚度为1-20nm。3.根据权利要求1所述的用于锂离子二次电池的硅基复合材料，其特征在于：所述硅基材料颗粒的中值粒径在0.2-20μm之间，所述硅基材料颗粒还包含有均匀分散的单质硅纳米颗粒，分散于硅基材料颗粒中的单质硅纳米颗粒的中值粒径在0.1-35nm之间；所述的硅基材料颗粒外的碳膜层或碳膜/导电添加剂复合膜层厚度在0.001-5μm之间；所述的硅基材料颗粒中，硅元素含量为49.89-79.89wt％，氧元素含量为20-50wt％，锂元素含量为0.1-20wt％；碳膜与硅基材料颗粒重量之比为0.01∶100-20∶100；碳膜与硅基材料颗粒重量之比为0.01∶100-20∶100；导电添加剂与硅基材料颗粒重量之比为0∶100-10∶100。4.根据权利要求1所述的用于锂离子二次电池的硅基复合材料，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗姝，汪芳，查道松，李喆，王岑，
申请(专利权)人：安普瑞斯南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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