高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料及其制备方法，结合“高能球磨”和“化学还原转化”两种工艺，将商业氧化亚硅粉体与过共晶镁硅合金充分混合后热处理得到以氧化亚硅为基体，基体表面含有硅、硅酸镁和氧化镁多相的复合材料，工艺过程简单、成本低廉，且所得负极材料具有高首次库伦效率以及高容量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源新材料，具体而言涉及一种高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料、制备方法及应用。

技术介绍

1、锂离子电池作为一种清洁能源在储能、电动汽车、3c产品、可穿戴设备等领域有着广泛应用，针对其负极而言，硅基材料因理论比容量远高于目前商用石墨负极(372ma h/g)，并具有较低的脱/嵌锂电位、含量丰富容易获取、环保以及成本低等众多优势，展现出较高的工业应用前景，是公认当下最理想的新一代锂离子电池负极材料。

2、在硅基材料中，氧化亚硅由于体积膨胀相对纯硅较小、循环稳定性较好等优势，已成为当下企业研究开发重点，但由于其首次嵌锂过程中氧化亚硅与电解液作用消耗较多锂离子，发生较多不可逆副反应从而导致首次库伦效率(ice)较低的问题，严重影响电池能量密度的提升。因此，具备高首效的氧化亚硅基负极材料研发是当下氧化亚硅负极研发的首要问题，受到越来越多的业界人士和企业的关注。

3、目前，现有文献资料及产业界制备高首效氧化亚硅基负极材料的方法主要包括预镁和预锂化等技术，例如，公开号为cn110993900a的中国专利，公开了一种硅酸镁-碳包覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，通过将氧化亚硅与过共晶镁硅合金混合并进行热处理，得到含有氧化亚硅、硅、硅酸镁和氧化镁的多相氧化亚硅基复合材料；其中，所述过共晶镁硅合金为含有金属Mg和化合物Mg2Si双相组织的合金。

2.根据权利要求1所述的高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体过程：

3.根据权利要求2所述的高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述过共晶镁硅合金中，63.31wt.％＜元素Mg的质量占比＜98.66wt.％，1.34wt.％＜元素Si的质量占比为＜36.69wt...

【技术特征摘要】

1.一种高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，通过将氧化亚硅与过共晶镁硅合金混合并进行热处理，得到含有氧化亚硅、硅、硅酸镁和氧化镁的多相氧化亚硅基复合材料；其中，所述过共晶镁硅合金为含有金属mg和化合物mg2si双相组织的合金。

2.根据权利要求1所述的高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体过程：

3.根据权利要求2所述的高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述过共晶镁硅合金中，63.31wt.％＜元素mg的质量占比＜98.66wt.％，1.34wt.％＜元素si的质量占比为＜36.69wt.％。

4.根据权利要求2所述的高容量高首效氧化亚硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅粉体为微米级，d50为1～10μm；所述过共晶镁硅合金粉体的d50为500nm～50μm。

5...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋广生，王帅，马扬洲，吴沁宇，马子洋，曹瑞，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：