【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料，尤其涉及一种单宁酸改性氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池作为一种高能量密度、长循环寿命、低自放电的新型二次电池，已被广泛应用于便携式电子产品、电动交通工具、能源储存等领域，是新能源领域的重要发展方向之一。随着新能源技术的发展，对重量轻、体积小、容量大、能量密度高、尺寸可定制、安全性能好、可快充的锂离子电池的需求越来越大。
2、电极活性材料的性能决定了电池的性能，尤其是能量密度、循环寿命和快充性能等。硅基负极材料具有高理论比容量(4200mah/g)和低的嵌脱锂电压平台(0.4v)，是高能量密度锂离子电池和快充型锂离子电池的首选负极材料之一，但是由于硅负极具有较大的体积膨胀率(300％)，在嵌脱锂过程中会产生材料的粉化等现象，限制了其应用。
3、氧化亚硅(sio)负极材料是硅基负极材料中的一种，具有高比容量(2100mah/g)和较低的体积膨胀率(150％)，由于材料本身含有氧原子，在首次嵌锂过程中会与锂离子形成没有电化学活性的li4sio4，从而导致氧化亚硅的首次效率低(75％)。预锂化是提升负极材料首次效率的有效手段，中国专利cn202310670796.0公开了一种提升氧化亚硅首效的方法，利用锂与氧化亚硅在有机溶剂中发生电化学反应，将氧化亚硅的首效提升到87-91％。但是由于高活性锂的加入，在预锂化过程中与氧化亚硅反应生成锂的硅酸盐(li2sio3、li2si2o5、li4sio4)，这些硅酸盐本身属于碱性，溶于水后会使得浆料ph上升，导致硅在碱性溶
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种单宁酸改性氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用，解决现有预锂氧化亚硅负极材料碱性高导致浆料产生气泡的问题，提升电池的能量密度和循环性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种单宁酸改性氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将单宁酸、导电剂和极性溶剂混合，得到含单宁酸溶液；
5、将所述含单宁酸溶液、预锂氧化亚硅与金属盐溶液混合，进行自聚合，得到单宁酸改性氧化亚硅负极材料。
6、优选的，所述含单宁酸溶液中单宁酸的浓度为1～30g/l。
7、优选的，所述单宁酸的质量为所述预锂氧化亚硅质量的0.1～5％。
8、优选的，所述导电剂包括碳纳米管、superp和石墨烯中的一种或几种；所述导电剂的质量为所述单宁酸质量的0～10％且不为0。
9、优选的，所述极性溶剂包括乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯或水。
10、优选的，所述金属盐溶液中金属离子包括铁离子、钙离子或锌离子；所述金属盐的种类包括盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐；所述金属盐溶液的浓度为1～30g/l。
11、优选的，所述金属盐溶液中金属盐的质量为所述预锂氧化亚硅质量的0.1～5％。
12、优选的，所述自聚合的温度为25～100℃，时间为30～180min。
13、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的单宁酸改性氧化亚硅负极材料。
14、本专利技术提供了上述技术方案所述单宁酸改性氧化亚硅负极材料在锂离子电池中的应用。
15、本专利技术利用单宁酸聚合在预锂氧化亚硅负极材料表面进行包覆改性，形成具有核壳结构的单宁酸改性氧化亚硅负极材料，该材料中，单宁酸聚合产生的致密包覆膜能够阻止锂的硅酸盐在水性浆料中溶出，从而降低碱性，提升负极材料浆料的稳定性，同时单宁酸自身所具有的多支链结构能够抑制氧化亚硅负极材料的膨胀，因而能够提升氧化亚硅的首效，从而提升电池的能量密度和循环性能。本专利技术制备的单宁酸改性氧化亚硅负极材料，碱性低(ph＜12)，浆料稳定性好，该水性浆料可以维持192h不产气。本专利技术所制备的单宁酸改性氧化亚硅负极材料具有良好的循环性能和首次充放电性能，首次比容量达到1371.2mah/g，首次效率达到91.0％，容量保持率(50周)达到95.1％。
16、本专利技术的方法简单、成本低、反应条件温和、反应速度快，是一种高效的表面包覆改性技术手段，不仅不会造成硅晶粒尺寸的变化(本专利技术不需要高温反应，不会造成si晶体尺寸变化，而现有高温≥900℃的碳包覆过程，会发生较大晶体尺寸变化)，同时引入了导电剂改善单宁酸的导电性，可有效提升负极材料的电子电导率。
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1.一种单宁酸改性氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含单宁酸溶液中单宁酸的浓度为1～30g/L。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述单宁酸的质量为所述预锂氧化亚硅质量的0.1～5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂包括碳纳米管、Super P和石墨烯中的一种或几种；所述导电剂的质量为所述单宁酸质量的0～10％且不为0。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂包括乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯或水。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中金属离子包括铁离子、钙离子或锌离子；所述金属盐的种类包括盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐；所述金属盐溶液的浓度为1～30g/L。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中金属盐的质量为所述预锂氧化亚硅质量的0.1～5％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自聚合的温度为25
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的单宁酸改性氧化亚硅负极材料。
10.权利要求9所述单宁酸改性氧化亚硅负极材料在锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种单宁酸改性氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含单宁酸溶液中单宁酸的浓度为1～30g/l。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述单宁酸的质量为所述预锂氧化亚硅质量的0.1～5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂包括碳纳米管、super p和石墨烯中的一种或几种；所述导电剂的质量为所述单宁酸质量的0～10％且不为0。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂包括乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯或水。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赖桂棠，李胜，方斌，黄世强，李金武，赵地磊，
申请(专利权)人：银硅宁波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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