一种二次电池硅基电极活性材料制造技术

本发明专利技术涉及一种二次电池硅基电极活性材料，硅基电极活性材料的结构由内到外依次为：体相多孔碳材料

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池硅基电极活性材料


[0001]本专利技术涉及锂离子电池电极材料
，具体涉及一种二次电池硅基电极活性材料
。

技术介绍

[0002]目前，商业化锂离子电池使用的负极活性材料主要为石墨，但由于其理论克容量较低
(
约
372mAh/g)
，面对新能源汽车对续航需求的不断提升，负极石墨成为了限制锂离子电池能量密度进一步提高的核心因素
。
由于硅负极活性材料在锂离子电池中具有的极高理论容量
4200mAh/g(
石墨负极活性材料的
10
倍左右
)
，近年来受到了商业化市场的广泛关注，因此硅基负极活性材料逐渐从实验室研发走向商业应用
。
[0003]但硅作为负极活性材料，在合金化反应过程中存在严重的体积效应，体积变化率约为
300
％，造成电极材料粉化以及与集流体的分离，从而不断的破坏材料表面形成的
SEI
膜并形成新的
SEI
膜致使持续消耗活性锂和电解液，从而降低电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二次电池硅基电极活性材料，其特征在于，所述硅基电极活性材料的结构由体相和包覆结构组成，所述包覆结构设置于所述体相外周表面，所述包覆结构由第一包覆层和第二包覆层组成，所述第一包覆层设置于所述体相的外周表面，所述第二包覆层设置于所述第一包覆层的外周表面；所述体相为多孔碳材料，所述体相的孔隙中存在纳米硅晶粒；所述第一包覆层为纳米硅层，所述第二包覆层为碳层；所述硅基电极活性材料需要同时满足以下条件：
(1)
所述纳米硅晶粒的平均直径
Dsi≤10nm
；
(2)
设定所述体相的孔平均直径为
d
，则
d
与
Dsi
满足如下条件：0＜
Dsi/d≤1
；
(3)
设定所述第二包覆层的厚度为
H
，则满足
0nm
＜
H
＜
100nm
；
(4)
设定所述硅基电极活性材料的包覆完整度为
Q
，则满足0＜
Q≤0.5
；
(5)
所述硅基电极活性材料中硅元素与碳元素的质量比设定为
Y
，
Y
＝
m
Si
/m
C
，则满足
0.9
＜
Y
＜
1.3
；
(6)
设定所述第一包覆层的尺寸由
Z
值表示，则满足0＜
Z
＜5；
Z
的含义：将所述硅基电极活性材料作为负极活性物质制成负极
、
对电极为锂片，制成扣式半电池，对所述扣式半电池进行充电测试得到
dQ/dV
曲线，取所述
dQ/dV
曲线横坐标
0.3
±
0.06V
范围内对应的纵坐标峰强度最大值定义为
X1
，取所述
dQ/dV
曲线横坐标
0.42
±
0.06V
范围内对应的纵坐标峰强度最大值定义为
X2
，则
Z
＝
X2/X1。2.
根据权利要求1所述的一种二次电池硅基电极活性材料，其特征在于，所述扣式半电池的电解液体系为如下重量比的物料
EC:DMC:DEC:FEC:VC
＝
0.3:0.3:0.3:0.07:0.03
；所述充电测试的测试步骤为：
0.1C
放电至
0.005
伏，静置
5min
，
0.02C
放电至
0.005
伏，静置
5min
，
0.1C
充电至
1.5
伏
。3.
根据权利要求1所述的一种二次电池硅基电极活性材料，其特征在于，所述包覆完整度
Q
的计算方法为：
Q
＝
w
÷
2m
；其中
w
的计算方法是：将
50g
的所述硅基电极活性材料
、6g
...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：高云，
类型：发明
国别省市：