含硫改性层表面包覆硅负极材料、制备方法及锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种含硫改性层表面包覆硅负极材料的制备方法，具体包括如下步骤：S1：将硫单质和硅按质量比0.03:1～0.2:1混合，氩气环境下加热反应，得到Si@S材料；S2：将所述Si@S材料与导电炭、粘结剂按照质量比70:15:15制成浆料，并将所述浆料均匀涂覆于铜箔表面，真空干燥后得到极片；S3：将所述极片切成设定大小的圆片，与锂片组装成半电池，电解液为酯类电解液，在1.5～3V电压窗口充放电1～5圈得到Si@S

【技术实现步骤摘要】
含硫改性层表面包覆硅负极材料、制备方法及锂离子电池


[0001]本专利技术属于表面改性硅负极
，具体涉及一种含硫改性层原位包覆的硅负极改性方法及其在锂离子电池负极材料方面的应用。

技术介绍

[0002]自从20世纪90年代以来，锂离子电池因其高能量密度、高工作电压、长循环寿命、无记忆效应等优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。随着科技的不断发展，对于锂离子电池的性能要求也在不断提高，特别是在能量密度方面。为了满足这些需求，研究人员对锂离子电池的各个方面进行了大量研究，其中包括电极材料的研究。
[0003]传统的锂离子电池负极材料主要是石墨。然而，石墨的理论比容量较低，限制了锂离子电池的进一步提高能量密度。因此，研究者们开始寻找新型的高容量负极材料。硅作为负极材料的优势在于其理论比容量高达4200mAh/g，是石墨理论比容量的10倍左右，这使得硅成为了一种潜力巨大的负极材料。然而，硅负极材料在实际应用中也面临着巨大的挑战。首先，硅在嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀，达到约300％。这种体积膨胀会导致硅负极的破碎、电极层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硫改性层表面包覆硅负极材料的制备方法，其特征在于，通过硅表面包覆一层硫单质后，在设定区间充放电时让硅表面的硫单质转化为多硫化锂，再通过所述多硫化锂与酯类电解液发生亲核反应，在硅表面原位包覆一层富含无机和有机锂盐的改性层。2.根据权利要求1所述的含硫改性层表面包覆硅负极材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：将硫单质和硅按质量比0.03:1～0.2:1混合，保护气氛下加热反应，得到Si@S材料；S2：将步骤S1得到的Si@S材料与导电炭、粘结剂按照质量比70:15:15制成浆料，并将所述浆料均匀涂覆于铜箔表面，真空干燥后得到极片；S3：将步骤S2得到的极片切成设定大小的圆片，与锂片组装成半电池，电解液为酯类电解液，在1.5～3V电压窗口充放电1～5圈后Si@S材料转变为Si@S
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ARSEI材料。3.根据权利要求1或2所述的含硫改性层表面包覆硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用马弗炉进行加热反应；将混合均匀的硫单质和硅装入充满保护气体的反应器中，将所述反应器放入马弗炉中加热反应；和/或，步骤S1中，所述加热反应中，先于300℃～400℃下加热反应1h～4h，再于145℃～165℃下加热反应1h～4h。4.根据权利要求1或2或所述的含硫改性层表面包覆硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述硫单质和硅通过研钵混合均匀。5.根据权利要求2所述的含硫改性层表面包覆硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述真空干燥的温度为80℃～120...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾睿，陈伟伦，万忞，
申请(专利权)人：湖北普钠新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：