一种B掺杂氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种B掺杂氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括：(1)将氧化亚硅基体进行刻蚀，加入硼源混合，得到氧化亚硅前驱体；(2)将所述氧化亚硅前驱体进行烧结，所述烧结的温度不低于700℃，得到B掺杂氧化亚硅负极材料。本发明专利技术通过对氧化亚硅基体进行刻蚀，随后掺混硼源并置于高温(≥700℃)下发生歧化反应，利用刻蚀作用以及内源歧化反应的驱动力，促进Si

【技术实现步骤摘要】
一种B掺杂氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种B掺杂氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着消费类电子产品以及新能源汽车的广泛发展，市场对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。高能量密度的锂离子电池需要有高比容量的负极材料与之匹配，石墨作为目前应用最广泛的负极材料，其比容量仅有372mAh/g，难以满足能量密度的要求。硅基负极材料是最有望代替石墨的高容量负极材料，但是单质硅在充放电过程中伴随着巨大的体积膨胀/收缩效应(～400％)，在循环过程中，活性物质迅速粉化脱落，导致容量迅速衰减。氧化亚硅负极材料继承了硅基负极材料高容量的优势(1600mAh/g)，且其独特的结构使其在首圈充放电过程中生成硅酸锂相，为内部纳米硅的膨胀提供了缓冲作用，减缓了其体积膨胀效应，因此其循环稳定性大大超过纯硅。
[0003]尽管氧化亚硅的比容量高，循环稳定性良好，但氧化亚硅其结构为纳米硅与二氧化硅的纳米层级混合物，内部纳米硅为核，二氧化硅为包覆层，介于纳米硅的半导体性及二氧化硅包覆层的绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种B掺杂氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将氧化亚硅基体进行刻蚀，加入硼源混合，得到氧化亚硅前驱体；(2)将所述氧化亚硅前驱体进行烧结，所述烧结的温度不低于700℃，得到B掺杂氧化亚硅负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氧化亚硅基体包括氧化亚硅、碳包覆氧化亚硅、氧化亚硅/石墨复合材料和碳包覆氧化亚硅/石墨复合材料中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述刻蚀的刻蚀液包括氢氟酸溶液；优选地，所述氢氟酸溶液的质量分数为8～12％；优选地，步骤(1)所述硼源包括硼酸、三溴化硼和氧化硼
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乙醇溶液中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氧化亚硅基体和所述刻蚀液中的溶质的摩尔比为(0.012～0.017):1；优选地，步骤(1)所述氧化亚硅基体和所述硼源的摩尔比为1:(0.5～9)。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述刻蚀的时间为2～5h；优选地，步骤(1)所述刻蚀的转速为200～500r/min；优选地，步骤(1)所述刻蚀后、加入硼源前，还进行第一过滤和第一干燥的操作；优选地，所述第一干燥的温度为55～65℃；优选地，所述第一干燥的时间为1～4h；优选地，步骤(1)所述加入硼源后、步骤(2)所述烧结前，还进行第二过滤和第二干燥的操作；优选地，所述第二干燥的温度为55～65℃；优选地，所述第二干燥的时间为1～4h。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的温度为700～800℃；优选的，步骤(2)所述烧结的升温速率为5～15℃/min；优选的，步骤(2)所述烧结的时间为3～5h；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高茹月，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：