一种具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池的技术领域，公开了一种具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料及其制备与应用。所述氧化亚硅基负极材料主要由原料通过球磨的方式得到；当原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉时，氧化亚硅为原料总质量的30～70％，Sn粉为原料总质量的10～50％，Co粉为原料总质量的5～25％；当原料为氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料时，氧化亚硅为原料总质量的40～70％，锡粉为原料总质量的10％～30％，钴粉为原料总质量的5％～15％，碳材料为原料总质量的5～30％。本发明专利技术还公开了氧化亚硅基负极材料的制备方法。本发明专利技术的负极材料具有高可逆容量且较好的首次库伦效率和优异的循环稳定性。所述负极材料用于制备锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料及其制备与应用
本专利技术属于锂离子电池制造
，具体涉及一种氧化亚硅基负极材料及其制备方法。所述负极材料用作锂离子电池的电极材料。
技术介绍
各种电子设备以及电动汽车等的迅速发展与普及对锂离子电池在储能容量、能量密度、循环寿命、成本、安全性等方面提出了更高的要求。但是，目前商业化的锂离子电池负极材料由于自身理论比容量低的限制，无法满足越来越多的更大储能设备和更长的续航能力的应用需求，因此开发高容量的负极材料具有重大意义。氧化亚硅因具有理论比容量高(～1600mAh/g)、成本低、嵌锂电位适中等优点受到广泛的研究和重视。但是使用氧化亚硅作为负极，还需要克服一些关键的问题，如转化反应产物的高度不可逆造成的首次库伦效率低，巨大的体积膨胀所引发的电极结构坍塌及导电性较差，锂离子扩散速率较慢等挑战。这些问题目前正极大制约氧化亚硅材料作为锂离子电池负极材料的实际应用。氧化亚硅基材料的研究多有报道，但大多采用了较为复杂的化学工艺对材料进行复合或颗粒尺寸纳米化等，不利于大批量的工业生产，并且在有效性和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料，其特征在于：主要由原料通过球磨的方式制备得到；所述原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉或者氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料；/n当原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉时，所述氧化亚硅为原料总质量的30～70％，Sn粉为原料总质量的10～50％，Co粉为原料总质量的5～25％；/n当原料为氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料时，氧化亚硅为原料总质量的40～70％，锡粉为原料总质量的10％～30％，钴粉为原料总质量的5％～15％，碳材料为原料总质量的5～30％。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料，其特征在于：主要由原料通过球磨的方式制备得到；所述原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉或者氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料；
当原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉时，所述氧化亚硅为原料总质量的30～70％，Sn粉为原料总质量的10～50％，Co粉为原料总质量的5～25％；
当原料为氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料时，氧化亚硅为原料总质量的40～70％，锡粉为原料总质量的10％～30％，钴粉为原料总质量的5％～15％，碳材料为原料总质量的5～30％。


2.根据权利要求1所述具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料，其特征在于：所述原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉或者氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料时，锡粉与钴粉的质量比为(1～3)：1；
所述碳材料分步加入；
所述碳材料为石墨。


3.根据权利要求2所述具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料，其特征在于：所述碳材料分步加入的具体步骤为：首先将部分碳材料与氧化亚硅、锡粉和钴粉进行球磨，球磨完后，再加入剩下的碳材料继续进行球磨。


4.根据权利要求3所述具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料，其特征在于：部分碳材料占原料总质量的0～15％，剩下的碳材料占原料总质量的5％～15％；原料为氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料。


5.根据权利要求1～4任一项所述具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将原料进行球磨，得到氧化亚硅基负极材料；所述原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉或者氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料；
当原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉，球磨时，需加入助磨剂；
当原料为氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料，球磨时，加入液体助磨剂或不加入助磨剂。


6.根据权利要求5所述具有高可逆容量的氧化亚硅基负极材料的制备方法，其特征在于：当原料为氧化亚硅、锡粉与钴粉，球磨时，所述助磨剂为乙醇或石墨；
当原料为氧化亚硅、锡粉、钴粉与碳材料，球磨时，液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仁宗，杜星阳，张涵茵，鲁忠臣，朱敏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44