【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种负极材料及其制备方法、负极和锂离子电池。
技术介绍
1、随着锂离子电池的应用场景日渐丰富，特别是近年来在电动汽车领域以及储能方面的应用，市场对锂离子电池能量密度有了更高的要求。目前，传统石墨负极的比容量已经趋于其理论值，无法满足锂离子电池高能量密度的市场需求。因此，新能源
迫切需要寻求具有更高能量密度的负极材料。
2、硅材料作为一种成本低廉、储量丰富的工业物料，其作为负极材料具有高的理论比容量。此外，硅材料还有工作电压平台低的特点，十分符合锂离子电池的发展趋势。然而，硅材料在锂离子电池工作中所带来的体积膨胀严重阻碍着其商业化进程。硅作为一种半导体材料，本征电导率低，导致其在锂离子电池中传输电子的能力较差。在硅负极嵌脱锂过程中，剧烈的体积膨胀会导致硅颗粒发生粉化、破裂，进而导致活性材料表面增多，同时造成sei的反复形成，使电解质和锂源不断被消耗，影响电池的库伦效率。此外，由于受大气环境如水分、氧气的影响，硅材料表面通常会有硅氧层、硅-羟基等杂质，通过消耗锂源、电解质等方面影响硅负极材料的电化学性能。
3、有鉴于此，特提出此专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种负极材料，全部或部分解决了现有技术中硅负极材料存在的表面杂质较多，电化学性能较差的问题。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种负极材料的制备方法，通过等离子体轰击单质硅颗粒的表面，能够有效清洁硅负极材料的表面，提高材料的库伦效
3、本专利技术的第三目的在于提供一种负极。
4、本专利技术的第四目的在于提供一种锂离子电池。
5、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
6、第一方面，本专利技术提供了一种负极材料，包括硅颗粒，所述硅颗粒由单质硅经等离子体轰击后得到。
7、进一步地，所述硅颗粒的粒径为1～3μm。
8、进一步地，所述硅颗粒的一次颗粒粒径为20～500nm。
9、第二方面，本专利技术还提供了如上所述的负极材料的制备方法，包括如下步骤：
10、将惰性气体电离为等离子体，采用所述等离子体轰击单质硅颗粒的表面后，得到包括硅颗粒的所述负极材料。
11、进一步地，所述负极材料的制备方法，包括如下步骤：
12、s1、在球磨罐中放入磨球和所述单质硅颗粒后，依次进行抽真空和充入惰性气体；
13、s2、所述充入惰性气体后，将所述惰性气体电离为等离子体，对所述单质硅颗粒进行等离子体辅助球磨，得到包括硅颗粒的所述负极材料；
14、其中，所述惰性气体包括氩气和/或氮气。
15、进一步地，步骤s1中，包括以下至少一种；
16、(1)所述球磨罐内惰性气体的压强为0.08～0.12mpa；
17、(2)所述磨球和所述单质硅颗粒的质量比为40～60：1；
18、(3)所述球磨罐的体积为0.2～1.5l。
19、进一步地，步骤s2中，所述等离子体辅助球磨的转速为800～1000r/min，所述等离子体辅助球磨的时间为3～5h；
20、和/或，所述等离子体辅助球磨的放电电流为1～2a。
21、第三方面，本专利技术还提供了一种负极，包括如上所述的负极材料或者如上所述的负极材料的制备方法制得的负极材料。
22、进一步地，所述负极还包括粘结剂和导电剂；所述负极材料、所述粘结剂和所述导电剂的质量比为(7.5～8.5)：(0.75～1.25)：(0.75～1.25)。
23、第四方面，本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括如上所述的负极。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
25、(1)本专利技术的负极材料，采用经过等离子体轰击后表面清洁的单质硅颗粒，在体积膨胀时承受相对更小的应力与应变，避免了材料表面杂质与电解质发生副反应，从而有利于提高材料的电化学性能。
26、(2)本专利技术的负极材料的制备方法，能够有效清洁单质硅颗粒表面存在的硅氧、硅-羟基等杂质，得到表面清洁的硅颗粒。
27、(3)本专利技术的负极，采用上述负极材料，具有较高的首次库伦效率，可达90％以上。
28、(4)本专利技术的锂离子电池，采用上述负极，具有优异的电化学性能。
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1.一种负极材料，其特征在于，包括硅颗粒，所述硅颗粒由单质硅经等离子体轰击后得到。
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述硅颗粒的粒径为1～3μm。
3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述硅颗粒的一次颗粒粒径为20～500nm。
4.如权利要求1～3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，包括以下至少一种；
7.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述等离子体辅助球磨的转速为800～1000r/min，所述等离子体辅助球磨的时间为3～5h；
8.一种负极，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的负极材料或者权利要求4～7任一项所述的负极材料的制备方法制得的负极材料。
9.根据权利要求8所述的负极，其特征在于，所述负极还包括粘结剂和导电剂；所述负极材料、所述粘结剂和所述导电剂的
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求8或9所述的负极。
...【技术特征摘要】
1.一种负极材料，其特征在于，包括硅颗粒，所述硅颗粒由单质硅经等离子体轰击后得到。
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述硅颗粒的粒径为1～3μm。
3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述硅颗粒的一次颗粒粒径为20～500nm。
4.如权利要求1～3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，包括以下至少一种；
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡仁宗，左业展，刘阳，陈敏，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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