【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种负极活性材料及其制备方法，包含该负极活性材料的负极和锂离子电池。
技术介绍
1、由于硅负极的比容量(4200mah/g)达到石墨的比容量(372mah/g)的十倍，因此，硅负极被学术和产业界寄予厚望。然而，充放电过程中硅负极巨大的体积变化是制约其循环寿命的主要因素。与纯硅相比，氧化亚硅兼具了较高的比容量(2400mah/g)和优异的循环性能，更有希望成为下一代商用的锂离子电池负极材料。当将定型纳米硅分散在二氧化硅基底中作为负极时，二氧化硅相的存在缓解了硅颗粒在嵌锂过程中的体积膨胀，但也会在首次嵌锂过程中与锂反应生成li2o和li4sio4，造成不可逆的容量损失，导致首次库伦效率较低。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请第一方面提供一种锂离子电池的负极活性材料，为表面包覆有碳层的颗粒，所述颗粒包括纳米硅晶、硅氧化物和金属sn；以所述纳米硅晶和所述硅氧化物的总质量为基准，所述金属sn的质量占比为20％-30％。
2、金属sn的掺杂诱导产生了纳米硅晶。纳米硅晶的存在有助于负极活性材料在电池循环中的可逆性和容量保持率。此外，金属sn的电导率达到105s·cm，比硅氧化物高出14个数量级。sn的掺杂能显著提高负极活性材料的导电性能。另外，金属sn作为一种负极活性材料，理论容量为993mah/g。sn的添加降低了硅-氧-锡三元材料的氧含量(5％)，可将材料的首次库伦效率提高1％-2％。
3、本申请第二方面提供一种锂离子电池的负极活性材料的制备方法，包括：p>
4、将硅粉、石英粉、锡粉混合得到混合物，以所述硅粉和所述石英粉的总质量为基准，所述金属sn单质的质量占比为20％-30％；
5、在真空环境中将所述混合物加热至1300-1600℃的温度下进行气相沉积，得到气相沉积产物；
6、将所述气相沉积产物进行粉碎；
7、将粉碎后的产物进行包碳处理。
8、本申请第三方面提供一种负极，包括负极集流体和位于负极集流体上的活性物质层，所述活性物质层包括第一方面所述的负极活性材料。
9、本申请第四方面提供一种锂离子电池，包括正极、负极和固态电解质，所述负极为第三方面所述的负极。
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1.一种锂离子电池的负极活性材料，为表面包覆有碳层的颗粒，其特征在于：所述颗粒包括纳米硅晶、硅氧化物和金属Sn；以所述纳米硅和所述硅氧化物的总质量为基准，所述金属Sn的质量占比为20％-30％。
2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述硅氧化物为SiOx，其中0＜x＜2。
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：以所述负极活性材料的质量为基准，所述金属Sn单质的质量占比为16.6％-23％。
4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：以所述负极活性材料的质量为基准，所述碳层的质量占比为0.5％-3％。
5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述负极活性材料中，所述纳米硅晶和所述硅氧化物的摩尔比为(0.1-0.3)：(0.8-1.2)。
6.一种锂离子电池的负极活性材料的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的锂离子电池的负极活性材料的制备方法，其特征在于，所述硅粉的D50范围为5-10μm，所述石英粉的D50范围为5-10μm，所述锡粉的D50小于70
8.根据权利要求7所述的锂离子电池的负极活性材料的制备方法，其特征在于，所述硅粉和所述石英粉的摩尔比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)。
9.一种负极，包括负极集流体和位于负极集流体上的活性物质层，其特征在于，所述活性物质层包括如权利要求1至5中任一项所述的负极活性材料。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极和固态电解质，其特征在于，所述负极为如权利要求9所述的负极。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的负极活性材料，为表面包覆有碳层的颗粒，其特征在于：所述颗粒包括纳米硅晶、硅氧化物和金属sn；以所述纳米硅和所述硅氧化物的总质量为基准，所述金属sn的质量占比为20％-30％。
2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述硅氧化物为siox，其中0＜x＜2。
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：以所述负极活性材料的质量为基准，所述金属sn单质的质量占比为16.6％-23％。
4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：以所述负极活性材料的质量为基准，所述碳层的质量占比为0.5％-3％。
5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述负极活性材料中，所述纳米硅晶和所述硅氧化物的摩尔比为(0.1-0....
【专利技术属性】
技术研发人员：潘富健，陈磊，凌明霞，甘毅祥，李瑾瑜，谭鸿锦，曾雷英，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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