【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池领域，具体涉及硅基材料、负极活性材料、包含所述硅基材料和/或所述负极活性材料的负极片以及包含所述硅基材料和/或所述负极活性材料的电池。
技术介绍
1、锂离子电池作为一种可靠的能量存储设备，在许多领域得到了广泛的应用，如便携式电子设备、电动汽车和可再生能源储存系统等。然而，为了满足日益增长的能量需求，不断提高锂离子电池的能量密度是科学家和工程师所面临的重要挑战。硅负极因其高理论容量(4200mah/g)和低工作电位而受到广泛关注，被认为是提高锂离子电池能量密度的理想选择。然而，硅负极在锂离子嵌入/脱嵌过程中会经历剧烈的体积膨胀/收缩，影响电池的循环性能和使用寿命。
2、因此，需要寻找方法来改进硅负极存在的上述问题，专利技术一种兼具高能量密度、优异循环性能和长使用寿命的电池。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种硅基材料、负极活性材料、包含所述硅基材料和/或所述负极活性材料的负极片以及包含所述硅基材料和/或所述负极活性材料的电池。本专利技术的硅基材料能够改善硅基材料的导电性能，缓解硅基材料在充放电循环过程中的体积膨胀，从而提高电池的能量密度、循环性能和使用寿命。本专利技术的负极活性材料具有高导电性以及结构稳定性。包括本专利技术硅基材料和/或改活性材料的电池具有优异的循环性能和使用寿命。
2、本专利技术第一方面提供了一种硅基材料，所述硅基材料的压实电子电导率≥3s/m，所述硅基材料的弹性模量为0.1kpa-1
3、本专利技术第二方面提供了一种负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基材料、氨基官能化的所述硅基材料和氨基官能化硅中的至少一种；和/或，所述负极活性材料的红外光谱中，在3300cm-1-3500cm-1和800cm-1-1200cm-1具有吸收峰。
4、本专利技术第三方面提供了一种负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基材料、氨基官能化的所述硅基材料和氨基官能化硅中的至少一种；所述硅基材料为本专利技术第一方面所述的硅基材料。
5、本专利技术第四方面提供了一种负极片，所述负极片包括本专利技术第一方面所述的硅基材料、本专利技术第二方面所述的负极活性材料和本专利技术第三方面所述的负极活性材料的至少一种。
6、本专利技术第五方面提供了一种负极片，所述负极片包括负极活性涂层，所述负极活性涂层的弹性模量为0.1kpa-15kpa，所述负极活性涂层的回弹性≥70％，所述负极活性涂层的压实电子电导率≥3s/m。
7、本专利技术第六方面提供了一种电池，所述电池包括本专利技术第一方面所述的硅基材料、本专利技术第二方面所述的负极活性材料、本专利技术第三方面所述的负极活性材料、本专利技术第四方面所述的负极片和本专利技术第五方面所述的负极片中的至少一种。
8、通过上述技术方案，本专利技术与现有技术相比至少具有以下优势：
9、(1)本专利技术的硅基材料的压实电子电导率、弹性模量和回弹性在特定范围内，不仅可以提高硅基材料的导电性能；还可以缓解硅基材料在充放电循环过程中的体积膨胀；
10、(2)本专利技术的负极活性材料具有高导电性以及结构稳定性；
11、(3)本专利技术的电池具有优异的循环性能和使用寿命。
12、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
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1.一种硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的压实电子电导率≥3S/m，所述硅基材料的弹性模量为0.1kPa-15kPa，所述硅基材料的回弹性≥70％。
2.根据权利要求1所述的硅基材料，其中，所述硅基材料的压实电子电导率≥20S/m；优选为≥25S/m；
3.根据权利要求1或2所述的硅基材料，其中，所述硅基材料包括硅基本体以及在所述硅基本体表面的第一材料和第二材料；
4.根据权利要求1所述的硅基材料，其中，所述硅基材料包括纳米氧化亚硅以及在所述纳米氧化亚硅表面的聚吡咯以及聚氨酯丙烯酸酯和氧化石墨烯；
5.根据权利要求3所述的硅基材料，其中，所述硅基本体的质量为m，所述第二材料的质量为m2，所述硅基本体的膨胀率为a，所述硅基材料的回弹性为b，满足优选为
6.根据权利要求3所述的硅基材料，其中，所述第二材料和所述第一材料的质量比为(0.1-20)：1；优选为(0.3-2.5)：1；
7.根据权利要求3所述的硅基材料，其中，所述硅基材料的玻璃化转变温度为40℃-150℃；优选为52℃-85℃；
8.一种
9.根据权利要求8所述的负极活性材料，其中，所述负极活性材料的中值粒径Dv50为10nm-5μm；优选为100nm-500nm。
10.根据权利要求8所述的负极活性材料，其中，所述负极活性材料还包括导电聚合物，所述导电聚合物包括聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯和聚N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；
11.一种负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料包括硅基材料、氨基官能化的所述硅基材料和氨基官能化硅中的至少一种；所述硅基材料包括权利要求1-7中任一项所述的硅基材料。
12.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括权利要求1-7中任一项所述的硅基材料、权利要求8-10中任一项所述的负极活性材料和权利要求11所述的负极活性材料中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的负极片，其中，所述负极片的压实密度为0.6g/cm3-1.2g/cm3；
14.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括负极活性涂层，所述负极活性涂层的弹性模量为0.1kPa-15kPa，所述负极活性涂层的回弹性≥70％，所述负极活性涂层的压实电子电导率≥3S/m。
15.根据权利要求14所述的负极片，其中，包括权利要求12或13所述的负极片。
16.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1-7中任一项所述的硅基材料、权利要求8-10中任一项所述的负极活性材料、权利要求11所述的负极活性材料、权利要求12或13所述的负极片和权利要求14或15所述的负极片中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的压实电子电导率≥3s/m，所述硅基材料的弹性模量为0.1kpa-15kpa，所述硅基材料的回弹性≥70％。
2.根据权利要求1所述的硅基材料，其中，所述硅基材料的压实电子电导率≥20s/m；优选为≥25s/m；
3.根据权利要求1或2所述的硅基材料，其中，所述硅基材料包括硅基本体以及在所述硅基本体表面的第一材料和第二材料；
4.根据权利要求1所述的硅基材料，其中，所述硅基材料包括纳米氧化亚硅以及在所述纳米氧化亚硅表面的聚吡咯以及聚氨酯丙烯酸酯和氧化石墨烯；
5.根据权利要求3所述的硅基材料，其中，所述硅基本体的质量为m，所述第二材料的质量为m2，所述硅基本体的膨胀率为a，所述硅基材料的回弹性为b，满足优选为
6.根据权利要求3所述的硅基材料，其中，所述第二材料和所述第一材料的质量比为(0.1-20)：1；优选为(0.3-2.5)：1；
7.根据权利要求3所述的硅基材料，其中，所述硅基材料的玻璃化转变温度为40℃-150℃；优选为52℃-85℃；
8.一种负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料包括硅基材料、氨基官能化的所述硅基材料和氨基官能化硅中的至少一种；
9.根据权利要求8所述的负极活性材料，其中，所述负极活性材料的中值粒径dv50为10nm-5μm；优选为100n...
【专利技术属性】
技术研发人员：何柳青，吴官正，王烽，李素丽，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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