[發(fā)明專利]非晶硅粉體的制備方法、非晶硅粉體以及鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107572529B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 白巖;馬書良;成信剛;董陽陽
• 申請（專利權）人: 北方奧鈦納米技術有限公司;銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021;B02C19/06;B02C19/18;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王素麗

1.一種非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

以冶金級硅為原料，采用熔煉的方式，制得母錠；

采用單輥快速凝固的方式將所述母錠進行甩帶，制得非晶硅帶材；

將所述非晶硅帶材進行脆化處理，得到脆化帶材；

將所述脆化帶材進行粉碎處理，得到非晶硅粉體。

2.根據(jù)權利要求1所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述冶金級硅中硅的含量為97wt％～99wt％。

3.根據(jù)權利要求1所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述母錠中硅的含量為99.1wt％～99.999wt％。

4.根據(jù)權利要求1所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述熔煉采用的是非自耗真空電弧爐。

5.根據(jù)權利要求4所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，先對所述非自耗真空電弧爐抽真空，當真空抽至≤0.01Pa時停止抽氣，再充入0.6～1.1atm的保護性氣體，進行電弧熔煉。

6.根據(jù)權利要求5所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述熔煉的電流為110～260A，熔煉的時間為1～15min。

7.根據(jù)權利要求5所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述熔煉的次數(shù)為2～5次。

8.根據(jù)權利要求1所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述甩帶采用的是非晶甩帶機。

9.根據(jù)權利要求8所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，對所述非晶甩帶機中的甩帶爐抽真空，當真空抽至≤0.01Pa時停止抽氣，再充入0.3～0.6atm的保護性氣體，進行甩帶。

10.根據(jù)權利要求8所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述非晶甩帶機中的銅輥的線速度為40～80m/s，采用的是壓力為0.2～0.4Mpa的冷卻水冷卻銅輥。

11.根據(jù)權利要求8所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述甩帶過程中采用電弧爐重熔母錠，感應電流為15～20A，重熔時間為1～3min。

12.根據(jù)權利要求1所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述脆化處理包括以下步驟：

將所述非晶硅帶材置于加熱裝置中，先在保護性氣氛下純化20～40min，再以8～10℃/min的升溫速率升溫至300～600℃，保溫20～50min后，隨爐冷卻至室溫，得到脆化帶材。

13.根據(jù)權利要求1～12任一項所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述粉碎采用的是氣流粉碎的方式對所述脆化帶材進行粉碎處理。

14.根據(jù)權利要求13所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，進行氣流粉碎之前先進行預粉碎，通過螺旋推進破碎裝置進行預粉碎，預粉碎的螺桿轉速為200～350rpm。

15.根據(jù)權利要求13所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述氣流粉碎的進氣壓力為0.4～0.8Mpa，粉碎的壓力為0.6～1.0Mpa。

16.根據(jù)權利要求1～12任一項所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述粉碎采用的是球磨的方式對所述脆化帶材進行粉碎處理。

17.根據(jù)權利要求16所述的非晶硅粉體的制備方法，其特征在于，所述球磨的溫度為35～60℃，球磨時間為40～200min。

18.一種非晶硅粉體，其特征在于，由權利要求1～17任一項所述的非晶硅粉體的制備方法制得，所述非晶硅粉體的D50為2～8微米。

19.一種鋰離子電池，包括負極，其特征在于，所述負極的活性材料中包括權利要求18所述的非晶硅粉體。