一种高容量高首效硅氧负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高容量高首效硅氧负极材料及其制备方法，以硅单质与二氧化硅为初始原料，经过归中反应生成气体氧化亚硅，与还原性气体于高温下进行反应，得到高硅氧比的氧化亚硅，经过粉碎工艺处理，得到粒度集中且均一的微米级氧化亚硅粉，再通过碳包覆，包覆一层均匀的碳层。以该硅氧负极材料组装得到的锂离子电池具有高容量，可达2000mAh/g以上，具备高首效，首效达80%以上。在制备方法上本方法除碳包覆外无需在氧化亚硅粉体形成后进行后续处理，节约了繁琐工艺程序，对环境以及经济成本带来极大的正面影响。带来极大的正面影响。带来极大的正面影响。

【技术实现步骤摘要】
一种高容量高首效硅氧负极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池负极材料领域，尤其涉及一种高容量高首效硅氧负极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在锂电池负极材料上，硅被认为是最有希望取代石墨的候选者。它是地壳中第二丰富的元素，对环境友好，具有超高的理论容量（4200 mAh/g）。然而，在锂嵌入/脱出过程中，硅负极材料会发生体积的剧烈变化，导致电池循环稳定性非常差。相比于硅单质，氧化亚硅材料在嵌锂、脱锂过程中的体积变化较小，同时具有较高的理论比容量（＞2000mAh/g），目前实践中氧化亚硅成品的容量为1500
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1650mAh/g，其且制备成本低廉，使其成长为一种极具潜力的负极材料。
[0003]但氧化亚硅材料在嵌锂的过程中会生成Li2O和Li4SiO4等非活性产物，导致部分Li失去活性，致使首次充放电效率较低（＜70%），严重影响其实际应用。发生这种现象的重要原因是氧化亚硅中的氧极易与Li反应，所以降低氧化亚硅材料中氧的比例，是目前极具研究价值和经济价值的领域。
[0004]当下科学界和工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高容量高首效硅氧负极材料，其特征在于，所述硅氧负极材料含有碳
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氧化亚硅
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硅复合材料颗粒，所述碳
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氧化亚硅
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硅复合材料颗粒以氧化亚硅为基体，硅单质均匀弥散于氧化亚硅基体中，在氧化亚硅基体外包覆有碳覆盖层。2.如权利要求1所述的一种高容量高首效硅氧负极材料，其特征在于，所述含有硅单质的氧化亚硅基体D50粒径为4
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8um之间，SPAN值为1.2及以下，摩尔硅氧比为1：1
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0.5；所述碳
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氧化亚硅
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硅复合材料颗粒中的碳含量为2
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10%之间。3.一种高容量高首效硅氧负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在将硅单质与二氧化硅混合均匀，真空条件下加热，经归中反应生成气态氧化亚硅；向完全气态氧化亚硅中通入还原性气体，保温保压后降温冷凝获得块状氧化亚硅
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硅复合材料块料；将步骤2获得的氧化亚硅
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硅复合材料块料通过对粉碎、筛分获得粒度均一、粒度集中度高的氧化亚硅
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硅复合材料粉料；（4）将步骤3获得的氧化亚硅
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硅复合材料粉料进行碳包覆获得硅氧负极材料。4.根据权利要求3所述的一种高容量高首效硅氧负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）硅单质和二氧化硅，按照1~2：1的摩尔比混合；所述归中反应的温度为1200~1500℃。5.根据权利要求4所述的一种高容量高首效硅氧负极材料的制备方法，其特征在于：所述硅单质选自微米级高纯硅，纯度不低于99.9%，D50为2~100μm；二氧化硅选自微米级高纯二氧化硅，纯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宁，王振，张瑞，刘聪，
申请(专利权)人：浙江锂宸新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：