一种硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，提供了一种硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料及其制备方法，是以钛源和铌源为包覆层原料，通过砂磨机将两者制备成纳米悬浊液，然后将纳微米级硅基颗粒均匀分散在上述悬浊液中；再通过低温快速干燥技术造粒，最后经过特定高温锻造处理即可得到颗粒形貌良好粒径分布均匀的由纳米钛铌氧化物包覆的硅基负极材料。钛铌氧化物作为包覆层，一方面本身具有较高的容量；另一方面作为包覆层既可以抑制硅基材料在锂离子脱嵌中引起的体积膨胀，又可避免硅基颗粒与电解液直接接触，有利于形成稳定的SEI膜，提高材料的首效和倍率及循环稳定性；本发明专利技术方法环保无污染，简单易实现，可产业化。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体来说是涉及一种钛铌氧化物包覆硅基颗粒而形成的一种硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着能源问题的出现，应用在在电动汽车及储能方面的绿色能源锂离子电池得到迫切需求。传统的石墨负极(比容量372mAh/g)电池很难满足现在长续航里程电动车的需求。因此一系列高容量负极材料被广泛研究，其中Si基材料因其较高的容量(Si理论容量4200mAh/g，SiO理论容量2600mAh/g)、对锂电位(0.1VvsLi/Li+)低，使其在锂离子电池负极领域展现出较高的应用前景。然而Si基负极材料缺点亦显著，导电性能差、首次库伦效率低、循环性能容易衰减；仍难以达到实际应用的要求。而钛铌氧化物不仅具有较高的储锂能力(理论容量390mAh/g)，其晶体结构非常有利于锂离子的嵌入和脱出，不易形成锂枝晶，放电平台稳定，因此非常适合作为硅基负极颗粒的包覆材料；既可以抑制硅材料在锂离子脱嵌中引起的体积膨胀，又避免其与电解液直接接触，有利于稳定的SEI膜形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料的制备方法，其特征在于：该方法是以钛源和铌源为包覆层原料均匀包覆在硅基颗粒表面得到由纳米钛铌氧化物包覆的硅基负极材料；依次包括以下步骤：/n步骤1：将原材料钛源和铌源按照摩尔比为1:1.9-2.0的配比进行称重，与去离子水配制混合液并分散搅拌，其中钛源和铌源与去离子水的质量比为1:5-20；/n步骤2：将步骤1中的混合液转入砂磨机分散罐进行球磨，在球磨过程中对浆料进行粒径测试，研磨至钛源和铌源粒径在70-90nm范围内停止球磨，获得纳米悬浊液；/n步骤3：在步骤2中获得的纳米悬浊液中加入硅基材料，再球磨2-10min后将含有硅基原材料的悬浊液导出，其中...

【技术特征摘要】
1.一种硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料的制备方法，其特征在于：该方法是以钛源和铌源为包覆层原料均匀包覆在硅基颗粒表面得到由纳米钛铌氧化物包覆的硅基负极材料；依次包括以下步骤：
步骤1：将原材料钛源和铌源按照摩尔比为1:1.9-2.0的配比进行称重，与去离子水配制混合液并分散搅拌，其中钛源和铌源与去离子水的质量比为1:5-20；
步骤2：将步骤1中的混合液转入砂磨机分散罐进行球磨，在球磨过程中对浆料进行粒径测试，研磨至钛源和铌源粒径在70-90nm范围内停止球磨，获得纳米悬浊液；
步骤3：在步骤2中获得的纳米悬浊液中加入硅基材料，再球磨2-10min后将含有硅基原材料的悬浊液导出，其中硅基材料与钛源的质量比为90-95:10；
步骤4：将步骤3所得的含有硅基原材料的悬浊液进行低温喷雾干燥，得到硅基-钛铌氧化物负极材料前驱体；
步骤5：将步骤4所得的硅基-钛铌氧化物前驱体放入气氛保护炉中进行锻造处理，制得所述的硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料；所述锻造处理的工艺为：在惰性气氛下，以20-50℃/min的升温速率升至1000-1200℃，保温10-30min；然后快速降至750-900℃，保温30-90min。


2.如权利要求1所述的硅基@钛铌氧化物核壳结构的负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，钛源为二氧化钛、偏钛酸、钛酸丁酯、钛酸四异丙酯、四氯化钛或三氯化钛中的任一种。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，柳盼盼，陈得强，
申请(专利权)人：苏州宇豪纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32