负极材料及其制备方法、锂离子电池和终端技术

本发明专利技术实施例提供一种负极材料，包括掺杂硅基材料，所述掺杂硅基材料包括硅基材料和分布在硅基材料颗粒内部的掺杂金属元素，所述硅基材料包括纳米硅或氧化亚硅，所述掺杂金属元素的掺杂量为1ppm‑1000ppm。该负极材料通过在硅基材料的晶体结构中掺杂含量极低的金属元素，在提高硅基材料导电性的同时，能够维持硅基材料原有晶体结构的稳定，从而能够有效提升电芯能量密度，且使得硅基材料不易在充放电过程中粉化。本发明专利技术实施例还提供了该负极材料的制备方法及锂离子电池和终端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及锂离子电池，特别是涉及负极材料及其制备方法、锂离子电池和终端。

技术介绍

1、硅材料的比容量可达到4200mah/g，高出石墨负极10倍有余，被认为是一种非常有发展前途的锂离子电池负极材料。但由于硅属于半导体，其电导率较低，仅为1.56×10-3s/m，这不利于电子的传输，导致动力学性能较差，影响材料的嵌脱锂过程。具体地，一方面导致电芯的脱锂电位较高，影响电芯的能量密度；此外特别在大倍率充放电情况下动力学性能较差，容易导致析锂，引起性能衰退、甚至导致安全问题。

2、为提升硅材料的电导率，业界通过合金化获得了硅合金负极材料，如硅铁材料。然而合金化虽然极大程度地提升了硅材料的电导率，但由于生成合金，材料的物理和化学特性都发生了变化，如硅合金材料颗粒较大，晶体结构中存在金属相，金属属性凸显等，导致在充放电循环过程中，膨胀\收缩过程中的体积效应无法抑制，最终材料迅速粉化，电性能快速衰退。

技术实现思路

1、鉴于此，本专利技术实施例提供一种负极材料，其包括掺杂硅基材料，该掺杂硅基材料内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负极材料，其特征在于，包括掺杂硅基材料，所述掺杂硅基材料包括硅基材料和分布在所述硅基材料颗粒内部的掺杂金属元素，所述硅基材料包括纳米硅或氧化亚硅，所述掺杂硅基材料的晶相结构中不存在合金相和金属相，所述掺杂硅基材料的电导率为10S/m-1.0×104S/m。

2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素包括钛、镍、钨、铁、铜、锰、钴、锌、镓、锑和锗中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素的掺杂量为1ppm-1000ppm。

4.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素的掺杂量大...

【技术特征摘要】

1.一种负极材料，其特征在于，包括掺杂硅基材料，所述掺杂硅基材料包括硅基材料和分布在所述硅基材料颗粒内部的掺杂金属元素，所述硅基材料包括纳米硅或氧化亚硅，所述掺杂硅基材料的晶相结构中不存在合金相和金属相，所述掺杂硅基材料的电导率为10s/m-1.0×104s/m。

2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素包括钛、镍、钨、铁、铜、锰、钴、锌、镓、锑和锗中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素的掺杂量为1ppm-1000ppm。

4.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素的掺杂量大于50ppm且小于或等于1000ppm。

5.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，部分所述掺杂金属元素取代所述硅基材料晶体结构中的硅原子，部分所述掺杂金属元素分布在所述硅基材料的晶格缺陷中。

6.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述纳米硅的粒径尺寸为1nm-150nm。

7.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述氧化亚硅的粒径尺寸为500nm-10μm。

8.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述掺杂金属元素均匀分布在所述硅基材料颗粒内部。

9.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还包括设置在所述掺杂硅基材料表面的包覆层。

10.如权利要求9所述的负极材料，其特征在于，所述包覆层包括碳包覆层和/或有机聚合物包覆层。

11.如权利要求1所述的负极材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏航，许国成，王平华，李阳兴，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：