硅氧化合物及含有它的二次电池制造技术

本申请公开了一种硅氧化合物及含有它的二次电池，所述硅氧化合物中同时含有锰元素和铜元素，且锰元素的含量为20ppm～500ppm，锰元素与铜元素的质量比为1～18。采用本申请提供的硅氧化合物，使得二次电池能够同时兼顾长循环性能及高首次库伦效率。环性能及高首次库伦效率。环性能及高首次库伦效率。

【技术实现步骤摘要】
硅氧化合物及含有它的二次电池


[0001]本申请属于储能装置
，尤其涉及一种硅氧化合物及含有它的二次电池。

技术介绍

[0002]随着环境保护问题日益受到重视，环境友好的二次电池逐渐被应用到电动汽车中。不同于消费类电子产品用二次电池，动力型二次电池对能量密度和循环寿命都有着更高的要求。与传统的碳材料相比，硅基材料作为负极活性材料具有很高的理论克容量，为石墨类负极活性材料的数倍，因此，业界期望采用硅基材料来提升二次电池的能量密度。
[0003]然而，硅基材料的循环寿命较差，在实际应用中造成二次电池的循环性能较低。基于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本申请提供一种硅氧化合物及含有它的二次电池，旨在使二次电池同时兼顾较高的首次库伦效率及循环性能。
[0005]为了达到上述目的，本申请第一方面提供一种硅氧化合物，所述硅氧化合物的化学式为SiO
x
，0<x<2；且所述硅氧化合物中同时含有锰元素和铜元素，且所述锰元素的含量为20ppm～500ppm，所述锰元素与所述铜元素的质量比为1～18。
[0006]本申请第二方面提供一种二次电池，包括本申请第一方面的硅氧化合物。
[0007]相对于现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0008]本申请提供的硅氧化合物同时含有锰元素和铜元素，且所述锰元素的含量为20ppm～500ppm，所述锰元素与所述铜元素的质量比为1～18，显著提高了硅氧化合物的容量发挥及循环寿命，从而使得二次电池的首次库伦效率及循环性能均得到大幅度提高。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本申请一个实施例的硅氧化合物的X射线衍射(XRD)图谱。
[0011]图2为本申请另一个实施例的硅氧化合物的拉曼光谱图。
具体实施方式
[0012]为了使本申请的专利技术目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本申请进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。
[0013]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同
样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0014]在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或几种”中“几种”的含义是两种及两种以上。
[0015]本申请的上述
技术实现思路
并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
[0016]硅氧化合物
[0017]本申请第一方面提供一种硅氧化合物。所述硅氧化合物的化学式为SiO
x
，0<x<2；并且所述硅氧化合物中同时含有锰元素和铜元素，其中，锰元素的含量为20ppm～500ppm，且锰元素与铜元素的质量比为1～18。
[0018]在本文中，ppm(parts per million)是硅氧化合物中锰元素或铜元素的质量占硅氧化合物的质量的百万分比。
[0019]本申请的硅氧化合物中同时含有锰元素和铜元素，且所述锰元素的含量为20ppm～500ppm，所述锰元素与所述铜元素的质量比为1～18，尽管还不能很好地解释其原理，但根据研究可推测同时具有上述特定含量的锰元素和铜元素改善了硅氧化合物在嵌入/脱出活性离子过程中活性离子及电子的传导性能，还能够减小负极极化现象，抑制循环过程中的负极阻抗增加，有利于提高硅氧化合物的容量发挥及在循环过程中的容量保持率，从而大幅度提高二次电池的首次库伦效率及循环性能。
[0020]因此，采用本申请的硅氧化合物，使得二次电池能够同时兼顾较高的循环性能、首次库伦效率及能量密度。
[0021]优选地，在所述硅氧化合物的化学式SiO
x
中，0.6≤x≤1.5；更优选地，0.9≤x≤1.2。
[0022]所述硅氧化合物满足x为2以下，优选为1.5以下，更优选为1.2以下，能够使硅氧化合物具有较高的容量性能及较高的首次库伦效率。硅氧化合物满足x为大于0，优选为0.6以上，更优选为0.9以上，能够更好地降低硅氧化合物的体积膨胀效应，保证硅氧化合物具有高容量发挥和长循环寿命。
[0023]在本申请的硅氧化合物中，所述锰元素的含量上限值可以选自500ppm、480ppm、450ppm、420ppm、400ppm、370ppm、350ppm、330ppm、300ppm、280ppm、250ppm、230ppm、200ppm中的任意一个数值；锰元素的含量下限值可以选自20ppm、50ppm、70ppm、100ppm、120ppm、150ppm、180ppm中的任意一个数值。优选地，所述锰元素的含量为70ppm～400ppm。
[0024]锰元素的含量为500ppm以下，优选为400ppm以下，有利于保证硅氧化合物具有高的克容量、首次库伦效率及能量密度；锰元素的含量为20ppm以上，优选为70ppm以上，有利于提升硅氧化合物的离子和电子的传输性能，使硅氧化合物具有高的首次库伦效率和长循环寿命。
[0025]在本申请的硅氧化合物中，优选地，所述铜元素的含量为10ppm～100ppm。所述铜
元素的含量上限值可以为100ppm、95ppm、90ppm、85ppm、80ppm、75ppm、70ppm、65ppm、60ppm、55ppm、50ppm中的任意一个数值；所述铜元素的含量下限值可以为10ppm、12ppm、15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm中的任意一个数值。更优选地，铜元素的含量为15ppm～75ppm。
[0026]铜元素的含量优选为100ppm以下，更优选为75ppm以下，有利于保证硅氧化合物具有高的克容量及能量密度；铜元素的含量优选为10ppm以上，更优选为15ppm以上，有利于使负极活性材料具有长循环寿命。
[0027]在本申请的硅氧化合物中，优选地，所述锰元素与所述铜元素的质量比为3.9～16。
[0028]锰元素与铜元素的质量比在上述范围内，能够更加提升硅氧化合物的容量发挥及循环寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅氧化合物，所述硅氧化合物的化学式为SiO
x
，0<x<2；其特征在于，所述硅氧化合物中同时含有锰元素和铜元素，且所述锰元素的含量为20ppm～500ppm，所述锰元素与所述铜元素的质量比为1～18。2.根据权利要求1所述的硅氧化合物，其特征在于，所述锰元素的含量为70ppm～400ppm。3.根据权利要求1所述的硅氧化合物，其特征在于，所述铜元素的含量为10ppm～100ppm，优选为15ppm～75ppm。4.根据权利要求1至3任一项所述的硅氧化合物，其特征在于，所述锰元素与所述铜元素的质量比为3.9～16。5.根据权利要求1所述的硅氧化合物，其特征在于，所述硅氧化合物在X射线衍射分析中，在衍射角2θ为19
°
～27
°
的位置具有衍射峰，且所述衍射峰的半峰宽为4
°
～12
°

【专利技术属性】
技术研发人员：梁成都，官英杰，赵玉珍，温严，黄起森，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：