硅基负极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种硅基负极材料及其制备方法和锂离子电池。所述硅基负极材料包括核体、包覆于所述核体的壳层，所述核体包括硅基材料颗粒，所述壳层包括第一碳包覆层，且在所述第一碳包覆层中分布有复合硅颗粒；所述复合硅颗粒包括硅单质颗粒和包覆在所述硅单质颗粒表面的第二碳包覆层。所述锂离子电池含有本发明专利技术硅基负极材料。本发明专利技术硅基负极材料通过所复合结构和壳层与核体成分的共同作用，赋予硅基负极材料高的能量密度和首效性能，具有快速充电能力和长的循环寿命。硅基负极材料的制备方法能够保证制备的硅基负极材料结构和电化学性能稳定，而且效率高，节约生产成本。锂离子电池具有优异的首次库伦效率、能量密度、充放电倍率和循环性能。电倍率和循环性能。电倍率和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
硅基负极材料及其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种硅基负极材料及其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着人们对环境保护和能源危机意识的增强，锂离子电池作为一种绿色环保的储能技术越来越受到人们的欢迎。锂离子电池因其容量密度高、循环长、稳定性高的特点得以广泛的利用。随着电子产品广泛应用和电动汽车的蓬勃发展，锂离子电池的市场日益广阔，但同时对锂离子电池的容量、倍率和循环等性能提出了更高的要求。
[0003]目前开发高能量密度、长循环寿命和具有一定倍率特性的锂离子电池是3C电池和动力及储能电池的技术发展趋向，作为纯石墨负极材料的下一代负极材料，硅材料具有4200mAh/g的超过理论比容量和较适宜的充放电平台(0.4～0.5V)；但其缺点在于进行合金化反应时最高可产生300％的体积膨胀以及导电性差，将会导致负极材料的粉化、负极材料与集流体分离、容量快速衰减等，从而严重限制在锂离子电池中的使用。
[0004]为克服硅负极材料的上述不足，针对硅材料的纳米化可有效缓解充放电过程中极大的体积变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基负极材料，包括核体、包覆于所述核体的壳层，其特征在于：所述核体包括硅基材料颗粒，所述壳层包括第一碳包覆层，且在所述第一碳包覆层中分布有复合硅颗粒；所述复合硅颗粒包括硅单质颗粒和包覆在所述硅单质颗粒表面的第二碳包覆层。2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于：所述复合硅颗粒在所述硅基负极材料中的质量百分含量为0.1％
‑
10％；和/或所述复合硅颗粒的D50≤100nm；和/或所述硅单质颗粒的粒径D50为5
‑
80nm；和/或所述第二碳包覆层的厚度为1
‑
20nm。3.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于：在所述第一碳包覆层中还掺杂有导电剂；和/或在所述核体和所述壳层的至少一种结构中还掺杂有锂。4.根据权利要求3所述的硅基负极材料，其特征在于：所述导电剂在所述硅基负极材料中的质量含量为0.01％
‑
1％；和/或所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯中的至少一种。5.根据权利要求3所述的硅基负极材料，其特征在于：所述锂在所述硅基负极材料中的质量百分含量为1％
‑
20％。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的硅基负极材料，其特征在于：所述硅基负极材料的D90≤25μm；所述核体的粒径为微米范围；所述壳层的厚度为20
‑
500nm；所述硅基材料颗粒为氧化亚硅。7.一种硅基负极材料的制备方法，包括如下步骤：将包括硅基材料颗粒、复合硅颗粒、第一碳源进行混合处理，使得所述复合硅颗粒、第一碳源包覆在所述硅基材料颗粒表面，形成硅基负极材料的前驱体颗粒；将所述前驱体颗粒进行第一次碳化处理；其中，所述复合硅颗粒包括硅单质颗粒和包覆在所述硅单质颗粒表面的第二碳包覆层。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕，孙伟航，张惠，
申请(专利权)人：恒大新能源技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：