【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能领域，尤其是涉及一种用于电极材料的硅粉的提纯方法。
技术介绍
1、伴随新能源革命的持续推进，锂离子电池在便携电子设备、新能源汽车以及电网级储能系统中发挥着越来越不可或缺的作用。基于客户端对新能源产品日益增长的需求，全球各国逐步对锂离子电池的能量密度、循环寿命以及安全性能等方面提出了更加严格的标准。目前常用的锂离子电池负极材料为石墨材料，但受限于其仅有372mah g-1的低理论容量，以及低工作电位(～0.05v vs li+/li)下锂离子的持续沉积导致锂枝晶的形成进而带来的安全隐患。积极开发更优异的锂离子电池负极材料是新能源领域能否进一步快速发展的重中之重。硅作为最有前途的石墨负极替代产品，具有超高的理论容量(～4200mah g-1)和适当的脱锂电位(～0.4v vs li+/li)。
2、然而，单原子硅在完全锂化状态下的体积变化超过300％，这将导致固体电解质界面膜反复破裂和累积，持续消耗电解质并导致电池容量快速降低。
3、此外，考虑到单质硅中所含的金属杂原子在电解液中溶解引发的副反应将降低电池的使用寿命。并且，负极中金属异物将一定程度的诱导锂枝晶的形成，进而刺穿隔膜引发电池内短路，影响电池安全性能。因此，基于中华人民共和国硅碳材料国家标准文件(gb/t38823-2020)，特别强调了硅碳负极材料的铁(≤100ppm)，铝(≤10ppm)，钴，铜，镍，铬，锌(均≤5ppm)的金属含量范围。
4、现有的硅粉的提纯方法，难以兼顾硅粉纯度与提纯效率。因此，开发兼具高纯
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种兼具高纯度、高效率、低成本的用于电极材料的硅粉的提纯方法。
2、一种用于电极材料的硅粉的提纯方法，包括如下步骤：
3、将硅粉原料在清洗液中充分清洗，固液分离后得到第一半成品，其中，所述清洗液为醇和酮的混合水溶液；
4、将所述第一半成品在混合酸溶液中充分清洗，固液分离后继续用去离子水清洗至中性，得到第二半成品，其中，所述混合酸溶液为无氧酸和有氧酸的混合酸溶液；
5、将所述第二半成品干燥，得到所需要的用于电极材料的硅粉。
6、在一个实施例中，所述清洗液中，所述醇的体积浓度为1％～3％，所述酮的体积浓度为3％～7％。
7、在一个实施例中，所述醇为乙二醇或乙醇，所述酮为丙酮。
8、在一个实施例中，所述混合酸溶液中，所述无氧酸的质量浓度为2％～10％，所述有氧酸的质量浓度为1％～5％。
9、在一个实施例中，所述无氧酸为盐酸，所述有氧酸为硫酸、磷酸或硝酸。
10、在一个实施例中，所述将硅粉原料在清洗液中充分清洗，固液分离后得到第一半成品为：将所述硅粉原料在所述清洗液中进行旋转搅拌清洗，螺旋压滤后得到所述第一半成品；
11、将所述第一半成品在混合酸溶液中充分清洗，固液分离后继续用去离子水清洗至中性，得到第二半成品的操作为：将所述第一半成品在所述混合酸溶液中进行旋转搅拌清洗，螺旋压滤后继续用去离子水清洗至中性，得到第二半成品；
12、将所述第二半成品干燥，得到所需要的用于电极材料的硅粉的操作为：将所述第二半成品经旋转闪蒸设备进行烘干处理，得到所需要的用于电极材料的硅粉，其中，所述旋转闪蒸设备的进风温度为150℃～200℃，所述用于电极材料的硅粉湿度小于0.3％。
13、在一个实施例中，所述去离子水电阻率不低于18.2mω·cm。
14、在一个实施例中，所述硅粉原料的粒径为2μm～30μm。
15、在一个实施例中，所述硅粉原料通过如下操作制备：对硅原料进行粉碎处理，电磁振动筛分出粒径为2μm～30μm的所述硅粉原料。
16、在一个实施例中，所述硅原料为电子硅废料、光伏硅废料或金属硅废料。
17、本专利技术的用于电极材料的硅粉的提纯方法通过湿法提纯工艺以制备高纯度的用于电极材料的硅粉，并且本专利技术的用于电极材料的硅粉的提纯方法工艺简单，提纯效率高，成本较低。
18、具体来说，本专利技术的用于电极材料的硅粉的提纯方法针对有机杂质与金属杂质分别进行一步法提纯工艺，醇和酮的混合水溶液作为所述清洗液能够有效的去除原料表面的凝絮剂、抗氧化剂等有机杂质，无氧酸和有氧酸的混合酸溶液作为所述混合酸溶液能够选择性刻原料表层与空隙间的金属杂质。
19、结合测试例，本专利技术制备的用于电极材料的硅粉的提纯方法制备的用于电极材料的硅粉的纯度不低于4n，生产过程中突出了效率高且能耗低的特点，相较于传统硅烷法和电冶炼法综合成本降低70％以上，是一种适用于大规模工业硅提纯方法，同时为锂离子电池硅碳负极用高纯硅粉批量化生产起到重大推进作用。
20、优选的，本专利技术中采用旋转闪蒸设备进行烘干处理，不仅明显降低生产能耗而且显著提升干燥速率。
21、优选的，采用的硅原料可以为电子硅废料、光伏硅废料或金属硅废料，来源广泛且价格低廉，还实现了废弃物回收利用，具有环保意义。
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1.一种用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述清洗液中，所述醇的体积浓度为1％～3％，所述酮的体积浓度为3％～7％。
3.根据权利要求2所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述醇为乙二醇或乙醇，所述酮为丙酮。
4.根据权利要求2所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述混合酸溶液中，所述无氧酸的质量浓度为2％～10％，所述有氧酸的质量浓度为1％～5％。
5.根据权利要求4所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述无氧酸为盐酸，所述有氧酸为硫酸、磷酸或硝酸。
6.根据权利要求4所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述将硅粉原料在清洗液中充分清洗，固液分离后得到第一半成品为：将所述硅粉原料在所述清洗液中进行旋转搅拌清洗，螺旋压滤后得到所述第一半成品；
7.根据权利要求4所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述去离子水电阻率不低于18.2MΩ·cm。
8.根据
9.根据权利要求8所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述硅粉原料通过如下操作制备：对硅原料进行粉碎处理，电磁振动筛分出粒径为2μm～30μm的所述硅粉原料。
10.根据权利要求9所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述硅原料为电子硅废料、光伏硅废料或金属硅废料。
...【技术特征摘要】
1.一种用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述清洗液中，所述醇的体积浓度为1％～3％，所述酮的体积浓度为3％～7％。
3.根据权利要求2所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述醇为乙二醇或乙醇，所述酮为丙酮。
4.根据权利要求2所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述混合酸溶液中，所述无氧酸的质量浓度为2％～10％，所述有氧酸的质量浓度为1％～5％。
5.根据权利要求4所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，所述无氧酸为盐酸，所述有氧酸为硫酸、磷酸或硝酸。
6.根据权利要求4所述的用于电极材料的硅粉的提纯方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：武传光，秦曦，
申请(专利权)人：陕西埃普诺新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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