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。所述硅氧复合负极材料包括纳米硅、硅氧化物和硅酸锂，所述硅酸锂中含有掺杂元素。所述方法包括：将SiOy与掺杂元素源混合，得到掺杂硅源；及将所述掺杂硅源与锂源进行复合和焙烧，得到所述硅氧复合负极材料。本发明专利技术提供的硅氧复合负极材料通过均匀分布在硅酸锂中的掺杂元素，可以提升硅酸锂的电子导电性能，减少材料中原位生成的硅酸锂因导电性差而导致内部硅失活带来的容量损失；通过控制掺杂元素的含量，既可以提升硅酸锂的导电性，使表面包裹有硅酸锂的硅被激活从而发挥容量，又可以避免因为引入掺杂元素过多而带来的容量降低。

【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，其中掺锂对于提升硅氧材料首效效果是比较明显的。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，同时也会减少一部分可逆容量，而减少的这部分可逆容量主要来源于掺锂反应带来的有效硅(可以本文档来自技高网...

【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纳米硅、硅氧化物和硅酸锂，所述硅酸锂中含有掺杂元素。/n

【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纳米硅、硅氧化物和硅酸锂，所述硅酸锂中含有掺杂元素。


2.根据权利要求1所述的硅氧复合负极材料，其特征在于，所述掺杂元素为非金属元素；
优选地，所述掺杂元素包括硼、氮及硫中的至少一种；
优选地，以所述硅氧复合负极材料的总质量为100％计，所述掺杂元素的质量分数为5％-10％。


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，所述纳米硅分散在硅氧化物中，所述硅酸锂位于硅氧化物的表面；
优选地，所述硅氧化物的化学式为SiOx，其中0＜x＜1.2；
优选地，所述纳米硅和硅氧化物的摩尔比1:0.05-1:0.9；
优选地，所述硅酸锂和硅氧化物的摩尔比为1:0.08-1:2.2。


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SiOy与掺杂元素源混合，得到掺杂硅源；及
将所述掺杂硅源与锂源进行复合和焙烧，得到所述硅氧复合负极材料。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述SiOy中，0＜y＜2；
优选地，所述SiOy中，y＝1；
优选地，所述掺杂元素源包括硼单质、氧化硼、硼酸、谷氨酸、硫酸铵及硫单质中的至少一种；
优选地，所述将SiOy与掺杂元素源混合的步骤中的所述混合的方法为球磨。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述锂源为不含氧的锂化合物；
优选地，所述锂源包括氢化锂、烷基锂、金属锂及氨基锂中的至少一种；
优选地，所述掺杂硅源与锂源的质量比为1:0.02-1:0.2；
优选地，所述掺杂硅源与锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志强，屈丽娟，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