硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料及电池技术

本发明专利技术属于锂电池技术领域，公开了一种硅碳负极活性材料，其主要由以下组分制备而成：SiO、聚合物、钛酸酯；所述聚合物具有如下结构单元：，其中，R1、R2、R3和R4均选自H、烷基、卤素或卤代烷基；所述钛酸酯具有如下结构通式：，其中，X选自单烷氧基、氧乙酸螯合基或乙二酸螯合基中的一种，Y选自脂肪酸酯基、磷酸酯基、焦磷酸酯基或亚磷酸酯基中的一种，且1≤m≤4，m+n≤6。本发明专利技术通过在SiO、聚合物中加入钛酸酯，三者发生原位偶联反应，即钛酸酯作为连接SiO与聚合物的桥梁，通过化学键定向与有机物和无机物进行结合，增强硅碳负极材料中SiO与碳的结合力，降低材料在电池循环过程中膨胀粉化、硅碳分离的风险。硅碳分离的风险。硅碳分离的风险。

【技术实现步骤摘要】
硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料及电池


[0001]本专利技术属于锂电池
，涉及一种硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料及电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其具有诸多优点，如重量轻、能量密度高、功率密度高和寿命长等，而被广泛应用于许多领域。然而，随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展，人们对高比能锂离子电池的需求也日益增长，以石墨为负极的商用锂离子电池已接近自身能量密度的极限(372mAh/g)，因此探索更高比能电极材料替代目前商业使用的材料十分必要。
[0003]相对于石墨负极材料而言，硅基负极材料具有极高的理论比容量(室温下比容量3580mAh/g)，且资源丰富，成本低廉，被认为是极具应用前景的新一代高比能负极材料。然而，硅在合金化过程中，会由于锂离子的嵌入而产生巨大的体积膨胀，体积变化过大会导致硅碳分离、电极粉化，甚至脱离集流体，致使电池容量迅速衰减，降低循环性能。
[0004]为避免体积膨胀所造成的硅碳分离问题，研究者开发了很多种粘结剂，但是粘结剂的加入通常会降低其导电性，而且容易造成硅分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极活性材料，其特征在于，主要由以下组分制备而成：SiO、聚合物、钛酸酯；所述聚合物具有如下结构单元：，其中，R1、R2、R3和R4均选自H、烷基、卤素或卤代烷基；所述钛酸酯具有如下结构通式：，其中，X选自单烷氧基、氧乙酸螯合基或乙二酸螯合基中的一种，Y选自脂肪酸酯基、磷酸酯基、焦磷酸酯基或亚磷酸酯基中的一种，且1≤m≤4，m+n≤6。2.根据权利要求1所述的硅碳负极活性材料，其特征在于，所述聚合物和钛酸酯的摩尔比为（1~5）：1。3.根据权利要求1所述的硅碳负极活性材料，其特征在于，所述聚合物为聚乙二醇、聚氟代乙二醇或聚氯乙基乙二醇。4.权利要求1~3任一项所述的硅碳负极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将球磨处理后的SiO粉体与聚合物、钛酸酯、去离子水混合，在60~80℃下反应24~48h，得混合液；球磨处理后的SiO粉体与聚合物的质量比为（1~50）:（1~50）；2）将步骤1）得到的混合液敞口加热搅拌，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘科成，王伟成，李明慧，张彰，周震，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：