烧结硅氧负极材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种烧结硅氧负极材料的方法，用于制备氧化亚硅负极材料，包括：将硅粉末与二氧化硅粉末球磨混合，形成球磨后的混合物颗粒；其中，硅粉末的摩尔百分比：二氧化硅粉末的摩尔百分比为：40％～50％：50％～60％；对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结，以得到氧化硅气体；其中，高温烧结温度为：2000℃～2500℃；高温烧结时间为：1min～3min；将所述氧化亚硅气体冷凝成氧化亚硅固体颗粒。本发明专利技术提供的技术方案，解决了现有技术中存在的氧化亚硅的制备的时间过长的问题，从而可以大大缩减氧化亚硅的制备时间，降低能耗成本，提高生产效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
烧结硅氧负极材料的方法


[0001]本专利技术涉及锂电池电极材料领域，尤其涉及一种烧结硅氧负极材料的方法。

技术介绍

[0002]行业内传统的硅氧负极材料的制备方法，采用较低的烧结温度，因而反应速度较慢，制备时间长。具体包括以下几种方案：
[0003]1.频感应加热方式制备高纯氧化亚硅的方法及设备，具体包括：将反应物加热至1200
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2000℃，恒温加热3
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5h，恒温冷却8
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10h；可以调整加热温度和原料配比的调整获得不同硅氧比产品；但是存在制备时间较长的问题。
[0004]2.转筒式装置收集冷凝亚硅蒸汽，主要是解决析出的SiO材料均匀性(粒径、质量)，正常地将Si和SiO2混合后，加热、气化，并用惰性气流运输到一个转筒仓，均匀沉积SiO，加热温度1000
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1500℃；同样存在工艺时间太长的问题。
[0005]3.爆炸法镁还原氧化亚硅；主要制备金属掺杂的硅基负极材料(可以调控金属的种类)，该方案的优点在于同时提升了负极材料的首圈库伦效率(镁掺杂)烧结时间为2小时
‑
12小时；但是制备时间依然比较长、无法合成纯硅氧材料；
[0006]因而，研发一种大幅缩减氧化亚硅的制备时间，大大降低能耗成本，提高生产效率的硅氧负极材料的制备工艺，成为本领域技术人员亟待要解决的技术重点。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种烧结硅氧负极材料的方法，以解决氧化亚硅的制备的时间过长的问题。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种烧结硅氧负极材料的方法，用于制备氧化亚硅负极材料，包括：
[0009]将硅粉末与二氧化硅粉末球磨混合，形成球磨后的混合物颗粒；其中，硅粉末的摩尔百分比：二氧化硅粉末的摩尔百分比为：40％～50％：50％～60％；
[0010]对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结，以得到氧化硅气体；其中，高温烧结温度为：2000℃～2500℃；高温烧结时间为：1min～3min；
[0011]将所述氧化亚硅气体冷凝成氧化亚硅固体颗粒。
[0012]可选的，在对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结之前还包括：
[0013]对球磨混合后的所述混合物颗粒进行预热；预热温度为：1000～1200℃；预热时间为：1～2min。
[0014]可选的，在对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结之后还包括：
[0015]在1000～1200℃下进行保温；保温时间为：1～2min。
[0016]可选的，对球磨混合后的混合物颗粒进行高温烧结时，所述高温烧结温度为2300℃～2500℃；高温烧结时间：2min～2.5min。
[0017]可选的，球磨混合后的所述混合物颗粒的粒径为：2um～10um。
[0018]可选的，将所述氧化亚硅气体冷凝成氧化亚硅固体颗粒之后，还包括：
[0019]对所述氧化亚硅固体颗粒进行球磨以及过筛，以得到统一粒径的氧化亚硅球磨颗粒；其中，所述氧化亚硅球磨颗粒的粒径为：1um～2um。
[0020]可选的，采用焦耳加热装置对球磨混合后的所述混合物颗粒进行烧结，设置所述焦耳加热装置的工作电压和工作电流分别为：30A～40A；
[0021]300V～400V，以提供2000℃～2500℃的高温烧结温度。
[0022]可选的，烧结硅氧负极材料的方法，包括：采用焦耳加热装置对球磨混合后的所述混合物颗粒进行烧结，设置所述焦耳加热装置的工作电压和工作电流分别为：35A～40A；350V～400V，以提供2300℃～2500℃的高温烧结温度。
[0023]根据本专利技术的第二方面，提供了一种硅氧负极材料，利用本专利技术第一方面的任一项所述的烧结硅氧负极材料的方法制备而成。
[0024]根据本专利技术的第三方面提供了一种锂电池负极极片的制备方法，包括本专利技术第一方面的任一项所述的烧结硅氧负极材料的方法，所述锂电池负极极片的制备方法还包括：
[0025]将所述氧化亚硅固体颗粒、导电添加剂以及和粘结剂混合以制备负极材料的浆料；其中，所述氧化亚硅固体颗粒的质量：所述导电添加剂的质量：
[0026]所述粘结剂的质量为：90％：5％：5％；
[0027]其中，所述导电添加剂包括：乙炔黑与碳纳米管；所述乙炔黑的质量：
[0028]所述碳纳米管的质量为：1：1；
[0029]所述粘结剂包括：羧甲基纤维素钠与丁苯橡胶；所述羧甲基纤维素钠的质量：所述丁苯橡胶的质量为：1：1；
[0030]将所述负极材料的浆料涂布于铜箔上，并进行烘干以形成锂电池极片。
[0031]可选的，所述锂电池负极极片的制备方法，还包括：
[0032]将烘干后的所述锂电池极片裁剪为圆形极片；其中，所述圆形极片的半径为：1～1.2cm；
[0033]将所述的圆形极片在真空干燥箱中抽真空烘干8～10个小时；其中，烘干温度为：100～120℃。
[0034]可选的，所述导电添加剂包括：炭黑。
[0035]可选的，将所述负极材料的浆料涂布于铜箔上进行烘干时，采用在鼓风干燥箱中进行烘干，烘干温度为：45～60℃；烘干时间为1～2小时。
[0036]根据本专利技术的第四方面，提供了一种锂电池负极极片，利用本专利技术的第三方面所述的锂电池负极极片的制备方法制备而成。
[0037]根据本专利技术的第五方面，提供了一种锂电池的制备方法，包括本专利技术第四方面的任一项所述的锂电池负极极片的制备方法，所述锂电池的制备方法还包括：
[0038]提供正极极片、所述锂电池负极极片、隔膜以及电解液；
[0039]将所述正极极片、所述锂电池负极极片、所述隔膜以及所述电解液装配成锂电池。
[0040]根据本专利技术的第六方面，提供了一种锂电池，利用本专利技术第五方面所述的锂电池的制备方法制备而成。
[0041]本专利技术提供的一种烧结硅氧负极材料的方法，通过对一定摩尔百分比的硅和二氧化硅球磨混合物颗粒进行高温烧结，之后再将氧化亚硅气体冷凝成氧化亚硅固体颗粒；其
中，高温烧结温度为：2000℃～2500℃；高温烧结时间为：1min～3min；可见，本专利技术提供的技术方案，可以将硅和二氧化硅球磨混合物颗粒快速气化并生成氧化亚硅气体，因而可以大大缩减氧化亚硅的制备时间，降低能耗成本，提高生产效率。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1是本专利技术一实施例提供的一种烧结硅氧负极材料的制作方法的流程示意图；
[0044]图2是本专利技术一具体实施例提供的根据烧结硅氧负极材料制作的锂电池的循环比容量曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，用于制备氧化亚硅负极材料，包括：将硅粉末与二氧化硅粉末球磨混合，形成球磨后的混合物颗粒；其中，硅粉末的摩尔百分比：二氧化硅粉末的摩尔百分比为：40％～50％：50％～60％；对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结，以得到氧化硅气体；其中，高温烧结温度为：2000℃～2500℃；高温烧结时间为：1min～3min；将所述氧化亚硅气体冷凝成氧化亚硅固体颗粒。2.根据权利要求1所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，在对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结之前还包括：对球磨混合后的所述混合物颗粒进行预热；预热温度为：1000～1200℃；预热时间为：1～2min。3.根据权利要求1所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，在对球磨混合后的所述混合物颗粒进行高温烧结之后还包括：在1000～1200℃下进行保温；保温时间为：1～2min。4.根据权利要求2或3任一项所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，对球磨混合后的混合物颗粒进行高温烧结时，所述高温烧结温度为2300℃～2500℃；高温烧结时间：2min～2.5min。5.根据权利要求4所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，球磨混合后的所述混合物颗粒的粒径为：2um～10um。6.根据权利要求5所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，将所述氧化亚硅气体冷凝成氧化亚硅固体颗粒之后，还包括：对所述氧化亚硅固体颗粒进行球磨以及过筛，以得到统一粒径的氧化亚硅球磨颗粒；其中，所述氧化亚硅球磨颗粒的粒径为：1um～2um。7.根据权利要求6所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，采用焦耳加热装置对球磨混合后的所述混合物颗粒进行烧结，设置所述焦耳加热装置的工作电压和工作电流分别为：30A～40A；300V～400V，以提供2000℃～2500℃的高温烧结温度。8.根据权利要求7所述的烧结硅氧负极材料的方法，其特征在于，包括：采用焦耳加热装置对球磨混合后的所述混合物颗粒进行烧结，设置所述焦耳加热装置的工作电压和工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，
申请(专利权)人：深圳软硅材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：