一种硅基负极及其制备方法、全固态电池技术

技术编号:42997450 阅读:57 留言:0更新日期:2024-10-15 13:25
本发明专利技术属于电池材料技术领域,公开了一种硅基负极及其制备方法、全固态电池。该硅基负极,包括硅基材料和包覆在硅基材料表面的聚合物层;聚合物层包括胺单体结构和环己酮单体结构,以及锂盐。聚合物层结构中的苯环能够与锂离子结合形成稳定的富锂层,其作为硫化物电解质与硅基材料之间锂离子快速传输的媒介,显著提高了锂离子传输动力学,并且其在循环过程中能够有效缓冲硅基材料的体积膨胀,保证硅基材料结构的完整性,因此全固态电池表现出优异的循环稳定性和良好的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料,特别涉及一种硅基负极及其制备方法、全固态电池


技术介绍

1、便携式电子设备和新能源汽车迫切需要高能量密度、高功率密度且具有极致安全性的锂离子电池。全固态电池是解决锂离子电池安全问题的良好选择,其中硫化物全固态电池因为其离子电导率媲美液态电解液、易于加工而成为重要的发展方向。

2、硅负极因为具有成本低廉、理论比容量高、资源丰富等优势,有望成为下一代锂离子电池负极材料。然而,低电子和离子电导率以及硅负极锂化脱锂过程中巨大的体积变化(>300%)严重阻碍了硅负极的实际应用。特别是在全固态硫化物电池中,因为电极与电解质界面接触为固固接触,且硅负极与硫化物固态电池的界面相容性差,进一步阻碍了锂离子在电极与电解质之间的传输,这严重阻碍了硫化物固态电解质超高电导率的发挥,电池表现出较低的倍率性能;更为关键的是,由于硅负极在锂化脱锂过程中的体积变化,硅负极会不断挤压硫化物固态电解质,造成两者之间的空隙越来越大,使得锂离子的传输进一步受阻,表现为硫化物全固态电池循环寿命的迅速衰减。采用化学气相沉积法在多孔碳材料中沉积硅制备的第三代硅碳材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅基负极,其特征在于,包括硅基材料和包覆在所述硅基材料表面的聚合物层;

2.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述胺单体结构选自乙胺、乙烯胺、二氨基联苯、三氟甲基胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述环己酮单体结构选自环己酮、2-甲基环己酮、2-乙基环己酮、3-苯基环己酮中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述锂盐选自硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、乙醇锂、氯化锂、碘化锂、硫酸锂、磷酸锂、醋酸锂、硼酸锂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述聚合物层...

【技术特征摘要】

1.一种硅基负极,其特征在于,包括硅基材料和包覆在所述硅基材料表面的聚合物层;

2.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述胺单体结构选自乙胺、乙烯胺、二氨基联苯、三氟甲基胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述环己酮单体结构选自环己酮、2-甲基环己酮、2-乙基环己酮、3-苯基环己酮中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述锂盐选自硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、乙醇锂、氯化锂、碘化锂、硫酸锂、磷酸锂、醋酸锂、硼酸锂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的硅基负极,其特征在于,所述聚合物层中,所述环己酮单体结构与胺单体结构的质量比为(1-5):(0.5-8);和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员:李浩东鞠宇航孙振罗明
申请(专利权)人:高能时代深圳新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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