[發明專利]一種元素摻雜的SiOx

在審

• 申請號: 201610976331.8
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106654194A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 郭玉國;李金熠;徐泉;殷雅俠
• 申請（專利權）人: 北京壹金新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種元素摻雜的SiOx負極復合材料，該復合材料的其中SiOx含量為30-80％，碳含量為20-70％，摻雜元素含量在5％以下，其中，x的范圍是0.5<x<1.5，該復合材料的平均直徑為3-25μm，1.5≤(D90-D10)/D50≤2,BET比表面積為(8±5)m2·g-1，其特征在于，摻雜元素為硼鋁鋰或硼銅鋰的組合。

2.權利要求1中所述的負極復合材料，所述元素摻雜的SiOx負極復合材料平均直徑為7-15μm，1.5≤(D90-D10)/D50≤2，BET比表面積為(5±2)m2·g-1。

3.根據權利要求1-2任一項所述的負極復合材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟1)將氧化亞硅粉在溶劑分散后進行球磨粉碎，加入含有摻雜元素的化合物，混合粉碎，得到混合均勻的漿料；

步驟2)將步驟1)所得的漿料進行干燥處理得到粉末A；

步驟3)所得粉末A在惰性非氧化性氣氛中高溫煅燒處理得固體粉末B；

步驟4)將固體粉末B與碳源混合，在溶劑分散的條件下進行球磨混合并破碎至合適粒徑；

步驟5)將步驟4)所得漿料干燥處理得到固體粉末C；

步驟6)將步驟5)得到的粉末C在惰性非氧化性氣氛中高溫碳化處理得到元素摻雜的SiOx負極復合材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，其中，步驟1)中所述氧化亞硅研磨后的材料粒度為100nm-300nm；溶劑選擇為以下的一種或幾種：水、乙醇、乙酸乙酯、乙二醇、正己烷、聚甲基硅氧烷；含摻雜元素的化合物加入量不多于氧化亞硅質量的5％。

5.根據權利要求3-4任一項所述的制備方法，其特征在于，其中，步驟2)和步驟5)所述干燥方式為以下方案中的一種：真空干燥、抽濾、噴霧干燥。

6.根據權利要求3-4任一項所述的制備方法，其特征在于，其中，步驟3)與步驟6)中所述非氧化性氣氛由下述至少一種氣體提供：氮氣、氬氣、氦氣；所述燒結溫度為450-1200℃，升溫速度為1-5℃/min，燒結時間為2-6h；

其中，步驟4)所述碳源選自下述至少一種：人造石墨、天然石墨、中間相炭微球、石墨烯、碳納米管、酚醛樹脂、瀝青、聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、明膠、淀粉、殼聚糖、海藻酸。

7.權利要求3-6任一項所述的方法制備得到的元素摻雜的SiOx負極復合材料的應用，所述應用是元素摻雜的SiOx負極復合材料作為電池電極材料的應用。

8.權利要求7所述的應用，其為鋰離子電池負極材料的應用。

9.一種能量存儲元件，其特征在于：含有權利要求3-6任一項所述的方法制備得到的元素摻雜的SiOx負極復合材料。

10.一種便攜式電子設備，其特征在于：使用權利要求9所述的能量存儲元件。