负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池技术

技术编号:43395204 阅读:27 留言:0更新日期:2024-11-19 18:11
本发明专利技术提供了一种负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。该负极材料包括单晶硅、硅铝酸钠核和包覆层,其中,单晶硅嵌入在硅铝酸钠核中,包覆层包括碳包覆层,碳包覆层包覆在硅铝酸钠核的表面。负极材料中的单晶硅嵌入在硅铝酸钠核中,有助于降低单晶硅在充放电过程中体积的膨胀和降低匀浆过程中水对单晶硅的侵蚀,进一步地解决了硅基负极材料在合浆过程中易与水发生副反应的问题。此外,负极材料中的碳包覆层包覆在硅铝酸钠核的表面,有助于提高负极材料的电导率和结构稳定性。综合以上几方面的有利因素,使得本申请的负极材料具有首效高、循环性能好和倍率性能好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,具体而言,涉及一种负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池


技术介绍

1、随着电动汽车与便携式用电器的发展,高能量密度锂离子电池的需求也日益增加。锂离子电池中传统的石墨作为负极材料的理论比容量仅有372mah/g,很难满足市场需求。锂离子电池中采用硅作为负极材料的首次克容量为4200mah/g,与石墨作为负极材料相比,硅作为负极材料具有更高的嵌锂平台,因此,硅作为锂离子电池的负极材料逐渐引起研究者的广泛关注。

2、然而硅的体积膨胀高达300%,在循环过程中,不仅会导致硅与周围的导电炭网络分离,形成“死硅”,还会导致硅与集流体发生剥离。其次,较大的体积膨胀还会导致表面的sei膜不断重组破坏,使sei膜越来越厚,不断消耗正极的li+,导致锂离子电池的库伦效率降低。最后,较大的体积膨胀在循环后期易导致硅材料粉化,最终导致锂离子电池的循环性能急剧恶化。

3、由于硅存在上述问题,学术界与产业界将部分注意力转移到氧化亚硅上。与纳米硅相比,氧化亚硅虽然牺牲了部分容量,但其膨胀相对较小(约100%),并且在充放电过程中生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负极材料,其特征在于,所述负极材料包括单晶硅、硅铝酸钠核和包覆层,其中,所述单晶硅嵌入在所述硅铝酸钠核中,所述包覆层包括碳包覆层,所述碳包覆层包覆在所述硅铝酸钠核的表面。

2.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述碳包覆层的厚度为10~100nm;

3.根据权利要求1或2所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料的pH值为7.5~10;和/或,所述负极材料的表面残碱量为20~150ppm;和/或,所述负极材料的粉末电阻率为0.5Ω·cm~1Ω·cm。

4.一种权利要求1至3中任一项所述负极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:...

【技术特征摘要】

1.一种负极材料,其特征在于,所述负极材料包括单晶硅、硅铝酸钠核和包覆层,其中,所述单晶硅嵌入在所述硅铝酸钠核中,所述包覆层包括碳包覆层,所述碳包覆层包覆在所述硅铝酸钠核的表面。

2.根据权利要求1所述的负极材料,其特征在于,所述碳包覆层的厚度为10~100nm;

3.根据权利要求1或2所述的负极材料,其特征在于,所述负极材料的ph值为7.5~10;和/或,所述负极材料的表面残碱量为20~150ppm;和/或,所述负极材料的粉末电阻率为0.5ω·cm~1ω·cm。

4.一种权利要求1至3中任一项所述负极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述二氢双(2-甲氧基乙氧基)铝酸钠与所述有机溶剂的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员:王辉王庆莉万文文张辰
申请(专利权)人:合肥国轩高科动力能源有限公司
类型:发明
国别省市:

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