一种硅基负极材料及其制备方法和应用技术

本申请涉及负极材料技术领域，提供了一种硅基负极材料及其制备方法和应用，该硅基负极材料包括核体和包覆核体的壳层；其中，核体的材料包括硅基材料，壳层的材料包括黑磷和碳材料，黑磷和碳材料形成交错堆叠和镶嵌的复合结构。本申请提供的硅基负极材料，采用黑磷和碳材料形成的交错堆叠和镶嵌的复合结构对硅基材料进行包覆，能够有效隔绝硅基材料与电解液的直接接触，形成更加稳定且致密的SEI膜，从而提高负极材料的稳定性，还能为硅基材料的体积膨胀提供有效的缓冲，可以在一定程度上限制硅基材料的体积膨胀，从而最大程度的发挥硅氧化物的储锂性能，赋予负极材料较高的克容量、首次库伦效率以及倍率性能。次库伦效率以及倍率性能。次库伦效率以及倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基负极材料及其制备方法和应用


[0001]本申请属于负极材料
，尤其涉及一种硅基负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池的问世和使用给人们的生产和生活带来了革新和便利，并且锂离子电池目前仍处于蓬勃发展阶段，在新能源汽车和储能领域具有极大的应用市场。锂离子电池的正极和负极材料的性质对电池的容量、能量密度和循环寿命等性能具有至关重要的影响。理想的负极材料需要具有工作点位低、容量高、首效高、成本低和循环稳定性好等特点。石墨类碳材料因优异的循环稳定性目前被广泛用作锂离子电池的负极。但是石墨的储锂理论容量为～370mAh/g，这极大的限制了正极材料在电池中的比例，越来越无法满足人们对大功率和高能量密度电池的需求。在研究中发现Si和Li可生成一系列的Li
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Si合金化合物，理论容量高达4200mAh/g，工作电压低(<0.4V vs Li/Li
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)；并且硅在地壳中储量丰富，安全无污染，被认为是最有潜力的负极材料之一。但是硅在和锂合金化反应的过程中会发生巨大的体积膨胀(&a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，其特征在于，所述硅基负极材料包括核体和包覆所述核体的壳层；其中，所述核体的材料包括硅基材料，所述壳层的材料包括黑磷和碳材料，所述黑磷和所述碳材料形成交错堆叠和镶嵌的复合结构。2.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述交错堆叠和镶嵌的复合结构包括：部分所述黑磷和所述碳材料形成相互交错堆叠的一类结构，以及部分所述黑磷嵌入所述碳材料中形成镶嵌的另一类结构。3.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述壳层中，部分所述黑磷以原子簇或者单原子的形式掺杂在所述碳材料中。4.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基材料包括SiO
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，其中，0＜x＜2；和/或所述壳层占所述硅基负极材料总质量的30wt％～80wt％；和/或所述碳材料占所述壳层总质量的70wt％～95wt％；和/或所述黑磷占所述壳层总质量的5wt％～30wt％。5.如权利要求1～4任一项所述的硅基负极材料，其特征在于，所述核体的粒径满足：50nm≤D50≤300nm；和/或所述壳层的厚度为10nm～100nm；和/或所述硅基负极材料的一次粒径满足：0.05μm≤D50≤0.7μm，二次粒径满足：0.5μm≤D50≤10μm；和/或所述硅基负极材料的比表面积为8m2/g～30m2/g。6.一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供硅基材料、黑磷、碳源以及溶剂；将所述硅基材料、所述黑...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛山，万远鑫，李意能，陈燕玉，刘厅，王鹏，
申请(专利权)人：深圳市德方纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：