一种原位修复的硅基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种原位修复的硅基复合材料，是预锂化的含碳包覆层的硅基材料经修复剂的原位修饰，再经过450‑600℃炭化形成有机硅‑碳修复补丁而得；所述修复剂为环氧基硅烷、双氨基硅烷、双硅烷聚乙二醇、1,3,5‑苯三甲酰氯按质量比1：(0.5～0.8)：(0.1～0.2)：(0.01～0.03)的复配；所述预锂化的含碳包覆层的硅基材料与修复剂的质量比为100：(7～20)。本发明专利技术的有机硅‑碳修复补丁抑制了锂化硅基材料的锂硅酸盐溶出，避免了负极浆料的凝胶化和产气现象的发生；且原位修复过程不会使硅晶粒尺寸明显增大；最终制备的硅基复合材料用作锂电池的负极时，发挥出高的首次库伦效率和稳定的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池，具体涉及原位修复的硅基复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、锂离子电池因具有能量密度高、寿命长、对环境友好等优点，是目前最具吸引力的储能装置之一。在锂电池中，相比于传统的石墨负极，硅基负极材料因较高的比容量而备受关注，但纯硅负极在充放电过程中的体积膨胀过大，进而导致材料的粉化等问题，因此无法满足长循环需求。相对于纯硅负极，硅基氧化物负极材料由于氧的引入，在首次嵌锂过程中生成不可逆的氧化锂和锂硅酸盐等惰性组分，它们在一定程度上缓解了循环过程中的体积膨胀，从而提高了循环稳定性。但不可逆化合物的生成会造成锂离子的不可逆消耗，现有技术中一般通过预锂化来改善这一问题，即硅基氧化物预先与锂反应生成硅酸锂，从而避免首次充放电时锂离子的不可逆损失。由于硅基氧化物的活性较高，直接预锂化会出现反应程度过快、材料结块等问题，因此在预锂化前需对硅基氧化物进行碳包覆处理，即先对硅基氧化物进行碳包覆再进行预锂化。但是预锂化过程中含碳包覆层的硅基材料会产生一定程度的体积膨胀，进而使碳包覆层的完整性遭到一定破坏，同时预锂化形成的残锂和碳层破裂处溶出的硅酸锂会使材料碱本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种原位修复的硅基复合材料，其特征在于，是预锂化的含碳包覆层的硅基材料经修复剂的原位修饰，再经过450-600℃炭化形成有机硅-碳修复补丁而得；所述修复剂为环氧基硅烷、双氨基硅烷、双硅烷聚乙二醇、1,3,5-苯三甲酰氯按质量比1：(0.5～0.8)：(0.1～0.2)：(0.01～0.03)的复配；所述预锂化的含碳包覆层的硅基材料与修复剂的质量比为100：(7～20)。

2.根据权利要求1所述的原位修复的硅基复合材料，其特征在于，所述修复剂为环氧基硅烷、双氨基硅烷、双硅烷聚乙二醇、1,3,5-苯三甲酰氯按质量比1：(0.6～0.7)：(0.15～0.2)(0.02～0.0...

【技术特征摘要】

1.一种原位修复的硅基复合材料，其特征在于，是预锂化的含碳包覆层的硅基材料经修复剂的原位修饰，再经过450-600℃炭化形成有机硅-碳修复补丁而得；所述修复剂为环氧基硅烷、双氨基硅烷、双硅烷聚乙二醇、1,3,5-苯三甲酰氯按质量比1：(0.5～0.8)：(0.1～0.2)：(0.01～0.03)的复配；所述预锂化的含碳包覆层的硅基材料与修复剂的质量比为100：(7～20)。

2.根据权利要求1所述的原位修复的硅基复合材料，其特征在于，所述修复剂为环氧基硅烷、双氨基硅烷、双硅烷聚乙二醇、1,3,5-苯三甲酰氯按质量比1：(0.6～0.7)：(0.15～0.2)(0.02～0.03)的复配。

3.根据权利要求1所述的原位修复的硅基复合材料，其特征在于，所述预锂化的含碳包覆层的硅基材料与修复剂的质量比为100：(12～16)。

4.根据权利要求1所述的原位修复的硅基复合材料，其特征在于，所述环氧基硅烷为(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)三乙氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种；和/或

5.根据权利要求1所述的原位修复的硅基复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：许迪新，陶丽红，赵玉明，李阁，赵岸光，
申请(专利权)人：北京壹金新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：