硅氧复合负极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供了硅氧复合负极材料及其制备方法和锂离子电池。本发明专利技术提供的硅氧复合负极材料包括复合粒子，所述复合粒子包括硅酸锂和非金属含硅材料，所述硅酸锂为Li

【技术实现步骤摘要】
硅氧复合负极材料及其制备方法和锂离子电池
本专利技术属于储能材料
，涉及一种负极材料及其制备方法和锂离子电池，尤其涉及硅氧复合负极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有工作电压高、循环使用寿命长、无记忆效应、自放电小、环境友好等优点，已被广泛应用于便携式电子产品和电动汽车中。目前，商业化的锂离子电池主要采用石墨类负极材料，但它的理论比容量仅为372mAh/g，无法满足未来锂离子电池对高能量密度的需求。现有的Si虽然理论容量高达4200mAh/g，但其膨胀达300％，使循环性能受到影响，导致市场推广和应用受到约束。与之相对应的硅氧材料，循环性能更好，但是首次效率低。在首次充电时，需要消耗20～50％的锂用于SEI膜形成，这就大大降低了首次库伦效率。基于此，研究较多的提升硅氧材料首效的方法是掺杂，其中掺锂是效果比较明显的。但是，掺锂后获得首效提升的同时会带来硅氧材料的容量下降。掺锂一方面会消耗硅氧中的不可逆相，同时也会消耗一部分可逆相。在提升硅氧材料首效的同时，减少容量损失对硅氧材料的后期使用以及商业化都具有重要意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅氧复合负极材料，其特征在于，所述硅氧复合负极材料包括复合粒子，所述复合粒子包括硅酸锂和非金属含硅材料，所述硅酸锂为Li

【技术特征摘要】
1.一种硅氧复合负极材料，其特征在于，所述硅氧复合负极材料包括复合粒子，所述复合粒子包括硅酸锂和非金属含硅材料，所述硅酸锂为Li4SiO4，所述非金属含硅材料分散在所述硅酸锂中，所述非金属含硅材料包括纳米硅及硅氧化物中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的硅氧复合负极材料，其特征在于，所述硅氧复合负极材料中，所述硅酸锂的晶粒尺寸在60nm以下；
优选地，所述硅氧复合负极材料还包括形成于所述复合粒子表面的碳层；
优选地，所述碳层的厚度为300nm-2000nm；
优选地，所述硅氧复合负极材料还包括形成于所述碳层的表面的疏水层；
优选地，所述疏水层的厚度为2nm-500nm；
优选地，所述疏水层的材料包括月桂酸、硬脂酸、亮氨酸、甲硫氨酸或苯丙氨酸中的任意一种或至少两种的组合。


3.根据权利要求1或2所述的硅氧复合负极材料，其特征在于，当所述非金属含硅材料包括纳米硅和硅氧化物，所述纳米硅与硅氧化物形成以硅氧化物为海，纳米硅团簇为岛的海岛结构；
优选地，所述纳米硅的晶粒尺寸在10nm以下；
优选地，所述硅氧化物的化学式为SiOx，其中0＜x＜1.2；
优选地，所述硅酸锂和非金属含硅材料的质量比为0.05-1.1。


4.一种如权利要求1-3任一项所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将含有硅源与含锂化合物的混合物，在保护性气体气氛下焙烧，得到所述硅氧复合负极材料，其中所述硅源的通式为SiOy，所述硅源与含锂化合物的摩尔比为1:1.2-1:3。


5.根据权利要求4所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，0＜y＜2；
优选地，所述硅源为一氧化硅；
优选地，所述含锂化合物为还原性含锂化合物；
优选地，所述还原性含锂化合物包括氢化锂、烷基锂、金属锂、氢化铝锂、氨基锂或硼氢化锂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述混合物通过VC混合机混合、融合或搅拌中至少一种制备；
优选地，所述保护性气体为不含氧的气体，优选为氢气、氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述焙烧的温度为300-600℃；
优选地，所述焙烧的时间为2-8h。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述硅源的制备方法包括：在真...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈丽娟，邓志强，庞春雷，任建国，贺雪琴，杜宁，杨德仁，肖称茂，何鹏，
申请(专利权)人：贝特瑞新材料集团股份有限公司，惠州市鼎元新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44