一种具有纳米包覆层的硅材料及制备方法、负极、锂电池技术

本发明专利技术提供了一种具有纳米包覆层的硅材料及制备方法、负极、锂电池，属于电池负极材料领域。所述方法包括：将硅基合金材料、第一有机碱及金属源加入至溶剂中，后进行第一搅拌，得到混合液；所述硅基合金材料中的金属元素、所述第一有机碱及所述金属源的摩尔比为(0.5～1.5):(40～200):(0.1～1.5)；将第二有机碱加入至所述混合液中，后进行第二搅拌及分离，得到中间体；将所述中间体进行纯化，得到具有纳米包覆层的多孔硅材料。通过原位共生的反应过程在硅颗粒表面生长了一层纳米级的金属氧化物层。从而改善现有技术中难以同时解决硅基合金型负极材料的体积膨胀和表面的高反应活性的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池负极材料，尤其涉及一种具有纳米包覆层的硅材料及制备方法、负极、锂电池。

技术介绍

1、在能源存储的商业市场中占主导地位的锂离子电池，面临着与安全相关的巨大挑战。锂离子电池的电极和电解质之间通常会发生界面化学反应，这将会影响锂离子电池的循环稳定性和高倍率性能。固体电解质界面(sei)在初始循环中通过电解质在电极表面分解形成，其厚度从几纳米到数十纳米不等。当接近化学平衡时，多余的副反应会减慢，然后可以建立最佳的sei层，这也有助于有效抑制后续的副反应。为了追求高能量密度的电池，硅基负极因其比容量高(～3579mah/g)，工作电压适中(～0.4v，li+/li)，元素丰度大，从而受到了广泛的关注。然而，硅基负极在循环过程中巨大的体积膨胀(～300％)导致颗粒破碎粉化造成容量损失；硅基负极表面的高反应活性易于和电解液发生副反应，进而生成不可控的sei层，持续消耗电解液造成不可逆的容量衰减；硅基负极具有较低的离子电导率和电子电导率。

2、针对上述问题，研究者已经将纳米化、表面包覆及物理混合等技术应用于硅基负极，用以提升其电化学性能。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有纳米包覆层的多孔硅材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基合金材料中的合金元素、所述第一有机碱及所述金属源的摩尔比为1:(50～100):(0.1～0.9)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一有机碱的质量浓度为0.1mol/L～0.7mol/L，第一有机碱及第二有机碱的摩尔比为1:(0.5～2)，所述第一有机碱及第二有机碱均包括：四甲基氢氧化铵、三乙胺及三乙烯二胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属源包括：金属有机物及金属盐，所述金属有机...

【技术特征摘要】

1.一种具有纳米包覆层的多孔硅材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基合金材料中的合金元素、所述第一有机碱及所述金属源的摩尔比为1:(50～100):(0.1～0.9)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一有机碱的质量浓度为0.1mol/l～0.7mol/l，第一有机碱及第二有机碱的摩尔比为1:(0.5～2)，所述第一有机碱及第二有机碱均包括：四甲基氢氧化铵、三乙胺及三乙烯二胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属源包括：金属有机物及金属盐，所述金属有机物为钛酸四丁酯，所述金属盐包括：醋酸铈、醋酸锰及醋酸钌中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述中间体进行纯化，得到具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕盈盈，韩卓斌，施利毅，袁帅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：