锂含量梯度分布的锂电池负极材料及制备方法和锂电池技术

本发明专利技术实施例涉及一种锂含量梯度分布的锂电池负极材料及制备方法和锂电池，所述负极材料具有核壳结构，包括内核和外壳；所述内核包括硅酸锂与硅和氧化硅复合形成的含锂元素的硅基材料，具体分为核心和酸洗层；所述酸洗层位于所述核心的外部；所述核心中，锂元素在所述硅基材料中均匀分布；酸洗层为多孔结构，所述酸洗层中，锂元素由所述核心与所述酸洗层的界面处向所述内核的边缘呈递减的浓度梯度分布；所述外壳为有机碳源热解或碳源气体气相沉积形成的碳层；在所述负极材料中，按质量比，核心：酸洗层：外壳＝[50％，90％)：(10％，40％]：(0％，10％]。

【技术实现步骤摘要】
锂含量梯度分布的锂电池负极材料及制备方法和锂电池
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种锂含量梯度分布的锂电池负极材料及制备方法和锂电池。
技术介绍
随着清洁能源口号的提出，传统铅酸蓄电池因铅对环境的严重危害而慢慢为人们所摈弃，因此锂离子电池应运而生。1991年，日本索尼公司终于推出第一个商用锂离子电池。自此，锂离子电池进入快速发展阶段。目前，随着锂离子电池技术的不断发展，更高能量密度、更好的安全性已是人们关注的重点。相比石墨的372mAh/g，金属硅的理论比容量高达4200mAh/g，是目前较为理想的负极材料。硅基材料的预锂化技术也较为成熟。专利申请CN201410127056.3公开了锂离子电池负极材料正硅酸锂的高温固相制备方法，该方法包括：将硅源与锂源按比例混和球磨、低温还原，再高温下烧结处理得到正硅酸锂负极材料；最后通过表面包碳提高电导率。但通过该方法制备出的正硅酸锂负极材料容量低，不适用于高能量密度要求。专利申请CN201910938439.1公开了一种硅基负极材料及其制备方法，该硅基负极材料包括：氧化亚硅颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂含量梯度分布的锂电池负极材料，其特征在于，所述负极材料具有核壳结构，包括内核和外壳；/n所述内核包括硅酸锂与金属硅和氧化硅复合形成的含锂元素的硅基材料，具体分为核心和酸洗层；所述酸洗层位于所述核心的外部；所述核心中，锂元素在所述硅基材料中均匀分布；所述酸洗层为多孔结构，所述酸洗层中，锂元素由所述核心与所述酸洗层的界面处向所述内核的边缘呈递减的浓度梯度分布；/n所述外壳为有机碳源热解或碳源气体气相沉积形成的碳层；/n在所述负极材料中，按质量比，核心：酸洗层：外壳＝[50％，90％]：(10％，40％]：(0％，10％]。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂含量梯度分布的锂电池负极材料，其特征在于，所述负极材料具有核壳结构，包括内核和外壳；
所述内核包括硅酸锂与金属硅和氧化硅复合形成的含锂元素的硅基材料，具体分为核心和酸洗层；所述酸洗层位于所述核心的外部；所述核心中，锂元素在所述硅基材料中均匀分布；所述酸洗层为多孔结构，所述酸洗层中，锂元素由所述核心与所述酸洗层的界面处向所述内核的边缘呈递减的浓度梯度分布；
所述外壳为有机碳源热解或碳源气体气相沉积形成的碳层；
在所述负极材料中，按质量比，核心：酸洗层：外壳＝[50％，90％]：(10％，40％]：(0％，10％]。


2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述内核中的锂元素以硅酸锂形式存在，具体包括Li4SiO4、Li2Si2O5、Li2SiO3中的一种或几种；所述核心中硅酸锂所占质量比为[20％-80％]；所述酸洗层中硅酸锂所占质量比为(0％-20％]。


3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，使用Cu-Ka射线对所述负极材料进行X射线衍射的测定，分别在2θ为18.906°、26.920°、33.079°、38.438°处具有硅酸锂Li2SiO3结晶体的特征峰，或/和在2θ为22.228°、22.594°、33.919°处具有硅酸锂Li4SiO4结晶体的特征峰，或/和在2θ为28.501°、47.405°、56.247°处具有硅酸锂Li2Si2O5的结晶体的特征峰。


4.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的中值粒径为1um-30um，比表面积为0.5m2/g-10m2/g，质量比容量为500mAh/g-1500mAh/g。


5.一种上述权利要求1-4任一所述的锂含量梯度分布的锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将含锂无机化合物与金属硅和氧化硅按所需比例混合后，将混合物在真空下...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱静，刘柏男，罗飞，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32