[發明專利]一種改性硅基負極材料及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201810472598.2
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN110504441B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張傳健;李陽興;劉辰光;王平華
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改性硅基負極材料，其特征在于，包括硅基負極材料和設置于所述硅基負極材料表面的改性層，所述改性層包括含磺酸基的硅烷偶聯劑，所述含磺酸基的硅烷偶聯劑包括硅原子，以及與所述硅原子相連的非水解基團和可水解基團，所述磺酸基連接在所述非水解基團的末端，所述含磺酸基的硅烷偶聯劑通過所述可水解基團與所述硅基負極材料形成化學鍵合；

所述改性層的厚度為0.1nm-20nm；

所述改性層的質量為所述硅基負極材料質量的0.01％-10％。

2.如權利要求1所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述含磺酸基的硅烷偶聯劑包括三個所述可水解基團，三個所述可水解基團分別選自-Cl、-OCH₃、-OCH₂CH₃、-OC₂H₄OCH₃、-OSi(CH₃)₃、-OOCCH₃中的任意一種，至少一所述可水解基團經水解后與所述硅基負極材料形成化學鍵合，所述非水解基團選自C₁-C₂₀烷基、烷基胺基、酰胺基、C₂-C₂₀烯基、芳基中的任意一種。

3.如權利要求1或2所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料包括硅單質、硅氧化物及其復合物、硅碳復合物、硅合金中的一種或多種。

4.如權利要求1或2所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料為顆粒，所述改性層包覆于所述硅基負極材料表面形成核殼結構，所述核殼結構中，核為所述硅基負極材料，殼為所述改性層。

5.如權利要求3所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料為顆粒，所述改性層包覆于所述硅基負極材料表面形成核殼結構，所述核殼結構中，核為所述硅基負極材料，殼為所述改性層。

6.如權利要求1或2所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料為薄膜，所述硅基負極材料附著于一襯底上，所述改性層包覆在所述硅基負極材料表面上。

7.如權利要求3所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料為薄膜，所述硅基負極材料附著于一襯底上，所述改性層包覆在所述硅基負極材料表面上。

8.如權利要求3所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述硅合金中包括Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Ge、Al、Mg中的一種或多種元素。

9.如權利要求1所述的改性硅基負極材料，其特征在于，所述含磺酸基的硅烷偶聯劑由巰基硅烷偶聯劑經氧化得到。

10.一種改性硅基負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

取硅基負極材料，當所述硅基負極材料為顆粒時，將所述硅基負極材料與含磺酸基的硅烷偶聯劑混合均勻，經回流處理，形成包覆于所述硅基負極材料表面的改性層，得到改性硅基負極材料；

當所述硅基負極材料為薄膜時，所述硅基負極材料附著于一襯底上，采用含磺酸基的硅烷偶聯劑對所述硅基負極材料進行浸潤或涂覆處理，形成包覆于所述硅基負極材料表面的改性層，得到改性硅基負極材料；

所述含磺酸基的硅烷偶聯劑包括硅原子，以及與所述硅原子相連的非水解基團和可水解基團，所述磺酸基連接在所述非水解基團的末端，所述含磺酸基的硅烷偶聯劑通過所述可水解基團與所述硅基負極材料形成化學鍵合，得到所述改性層；

所述改性層的厚度為0.1nm-20nm；

所述改性層的質量為所述硅基負極材料質量的0.01％-10％。