锂电池用硅基负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用硅基负极材料，包括硅源材料与碳源材料，所述硅源材料与碳源材料复合成呈石榴型结构的紧密包覆体，且碳源包覆硅源，硅源紧密分布在碳源的空隙中；所述硅源包括粒径为10‑50um的多晶硅粉、粒径为100‑500nm的晶体硅、粒径为10‑50nm的晶体硅；所述硅源包括等质量份的石墨与石墨烯的混合物；所述硅基负极材料的循环500次的比容量为1214‑1236mAh/g，循环500次的容量保持率93.11‑93.51％。本发明专利技术还公开了一种锂电池用硅基负极材料的制备方法。本发明专利技术解决了纳米硅基材料与碳材料，在复合而成石榴型结构时，由于纳米硅基/碳负极材料本身的振实密度减小，导致锂离子电池负极的体积比容量降低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
锂电池用硅基负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂电池负极材料
，具体为一种锂电池用硅基负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂电池，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池；锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。与传统石墨材料作为锂离子电池负极材料相比，硅具有超高的理论比容量和较低的脱锂电位，且硅的电压平台略高于石墨，在充电时不易引起表面析锂，安全性能更好，所以，硅基材料成为锂离子电池碳基负极升级换代的富有潜力的选择之一。但是硅作为锂离子电池负极材料也有缺点。首先，硅是半导体材料，自身的电导率较低；其次，在电化学循环过程中，锂离子的嵌入和脱出会使材料体积发生300%以上的膨胀与收缩，产生的机械作用力会使材料逐渐粉化，造成结构坍塌，最终导致电极活性物质与集流体脱离，丧失电接触，导致电池循环性能大大降低。此外，由于这种体积效应，硅在电解液中难以形成稳定的固体电解质界面膜，伴随着电极结构的破坏，在暴露出的硅表面不断形成新的固定电解质界面膜，加剧了硅的腐蚀和容量衰减。为了改善硅基负极循环性能，提高材料在循环过程中的结构稳定性，通常将硅材料纳米化和复合化。其中，硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锂电池用硅基负极材料，包括硅源材料与碳源材料，其特征在于，所述硅源材料与碳源材料复合成呈石榴型结构的紧密包覆体，且碳源包覆硅源，硅源紧密分布在碳源的空隙中；所述硅源包括粒径为10‑50um的多晶硅粉、粒径为100‑500nm的晶体硅、粒径为10‑50nm的晶体硅；所述硅源包括等质量份的石墨与石墨烯的混合物；所述硅基负极材料的循环500次的比容量为1214‑1236mAh/g，循环500次的容量保持率93.11‑93.51％。

【技术特征摘要】
1.锂电池用硅基负极材料，包括硅源材料与碳源材料，其特征在于，所述硅源材料与碳源材料复合成呈石榴型结构的紧密包覆体，且碳源包覆硅源，硅源紧密分布在碳源的空隙中；所述硅源包括粒径为10-50um的多晶硅粉、粒径为100-500nm的晶体硅、粒径为10-50nm的晶体硅；所述硅源包括等质量份的石墨与石墨烯的混合物；所述硅基负极材料的循环500次的比容量为1214-1236mAh/g，循环500次的容量保持率93.11-93.51％。2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅源为粒径为30um的多晶硅粉、粒径为200nm的晶体硅、粒径为30nm的晶体硅。3.根据权利要求2所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅源包括以下重量份数的原料：粒径为30um的多晶硅粉2份、粒径为200nm的晶体硅6份、粒径为30nm的晶体硅3份。4.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料的循环500次的比容量为1236mAh/g，循环500次的容量保持率为93.47％。5.锂电池用硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将粒径为10-50um的多晶硅粉、粒径为100-500nm的晶体硅、粒径为10-50nm的晶体硅按照质量比1-3：5-7：2-5的配比方式，先加入到由质量分数为10-30％的盐酸和质量分数为5-20％的硝酸按照体积比2：1的比例配制而成的酸溶液中酸洗20-60min；再加入到由0.02-0.06mol/L的硝酸银溶液和质量分数为5-10％的氢氟酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晶昱，于蕾，刘瑾豪，
申请(专利权)人：泽晖新能源材料研究院珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44