一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法，包括沉积在集流体上的硅基薄膜，所述硅基薄膜和集流体之间沉积有里层碳薄膜，金属锂薄膜沉积在所述硅基薄膜上，所述金属锂薄膜上沉积有外层碳薄膜；本发明专利技术制得的硅基薄膜负极材料的体积膨胀效应低、循环性能优异、安全性能优异，并且本发明专利技术通过真空磁控溅射技术直接在集流体上一步法制备硅基负极薄膜，省去了传统电极制备过程中制浆，涂覆，辊压，烘干等步骤，有效简化了工艺流程，降低了制造成本和品控风险。

【技术实现步骤摘要】
一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料
，具体涉及一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法。
技术介绍
目前市场上的锂离子电池普遍使用石墨类碳材料作负极材料，如人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳等。但此类碳材料放电比容量较低，高倍率充放电性能较差，难以满足人们对高容量、长寿命锂离子电池的需求。因此，需要一种更高比容量的材料代替石墨类材料。硅负极有着远高于石墨负极的理论比容量(4200mAh/g)，有着略高于石墨负极电压平台，使其充电时不会析锂，具有良好的安全性能，成为最有潜力代替石墨负极的材料。但其在充放电过程发生严重的体积变化，导致活性物质膨胀破裂，甚至与集流体分开，电接触变差，导致电池容量迅速下降。同时，巨大的体积变化使得固体电解质膜(SEI)不断地破裂和形成，不断地消耗正极存锂，电池容量不断降低，循环性能变差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法，有效地抑制了纯硅薄膜电极膨胀以及循环性能差的问题，提高了电池的循本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预锂化硅基薄膜负极材料，其特征在于，包括沉积在集流体上的硅基薄膜，所述硅基薄膜和集流体之间沉积有里层碳薄膜，金属锂薄膜沉积在所述硅基薄膜上，所述金属锂薄膜上沉积有外层碳薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种预锂化硅基薄膜负极材料，其特征在于，包括沉积在集流体上的硅基薄膜，所述硅基薄膜和集流体之间沉积有里层碳薄膜，金属锂薄膜沉积在所述硅基薄膜上，所述金属锂薄膜上沉积有外层碳薄膜。


2.根据权利要求1所述的一种预锂化硅基薄膜负极材料，其特征在于，所述预锂化硅基薄膜负极材料的比容量1000～2500mAh/g，首次效率＞80％。


3.一种预锂化硅基薄膜负极材料的制备方法，其特征在于，对集流体进行直流磁控溅射，按照里层碳薄膜、硅基薄膜、金属锂薄膜和外层碳薄膜的沉积顺序依次在集流体上沉积得到硅基薄膜负极材料。


4.根据权利要求3所述的一种预锂化硅基薄膜负极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为，在保护气氛下，将石墨靶材、硅基靶材、锂源靶材分别安装在电源靶头上，通电后按照里层碳薄膜、硅基薄膜、金属锂薄膜和外层碳薄膜的顺序依次进行直流磁控溅射，溅射物沉积在集流体上。


5.根据权利要求3所述的一种预锂化硅基薄膜负极材料的制备方法，其特征在于，所述的集流体为铜集流体或涂碳铜集流体，两种集流体中铜集流体的厚度均为6μm～20μm，所述涂碳厚度为1～5μm。


6.根据权利要求5所述的一种预锂化硅基薄膜负极材料的制备方法，其特征在于，当集流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长安，曹新龙，杨时峰，薛孟尧，胥鑫，田占元，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61