[發明專利]一種殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201810721845.8
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108899518B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 文鐘晟;尹金鵬;王冠琴;崔立英;李嵩;孫俊才;季世軍
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/60;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 唐楠;李洪福

1.一種殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料的制備方法，其特征在于所述殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料包括納米硅活性中心和均勻包覆在納米硅活性中心表面的柔性硬脂酸鋰軟殼，所述柔性硬脂酸鋰軟殼為硬脂酸與氫氧化鋰酯化反應所得的硬脂酸鋰殼，在充放電過程中用于緩解由于硅活性材料在脫嵌鋰時帶來的體積變化，進而防止固體電解質膜（SEI）連續的形成與破裂；所述納米硅活性中心為顆粒尺寸在20~100納米的硅粉顆粒；所述柔性硬脂酸鋰軟殼的厚度為1-5納米；所述納米硅活性中心與所述柔性硬脂酸鋰軟殼的質量比為12:10-12:3；所述制備方法具有如下步驟：

S1、將2g的硬脂酸溶解到450mL的乙醇溶液中攪拌，直到硬脂酸完全溶解并形成透明的硬脂酸乙醇溶液；

S2、將8g的納米硅加入到步驟S1中所得到的硬脂酸乙醇溶液中，超聲震蕩30min，得到均勻的硅粉-硬脂酸乙醇混合溶液；

S3、將0.15g的氫氧化鋰溶解到80mL的去離子水中形成氫氧化鋰水溶液；

S4、將步驟S3配制的氫氧化鋰水溶液逐滴滴加到步驟S2得到的硅粉-硬脂酸乙醇混合溶液中，滴加完畢后持續攪拌，使溶液中的硬脂酸與氫氧化鋰充分沉淀反應，將充分反應沉淀后的溶液過濾、洗滌、真空干燥，得到具有殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料；

所得殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料組裝成負極極片具有較高的嵌鋰活性；首次放電比容量高到4482 mAh/g，首次庫倫效率達到86.5%。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S4中滴加完畢后持續攪拌的時間為6h-36 h。

3.一種殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料，其特征在于，所述殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料根據權利要求1所述的殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料的制備方法制備。

4.一種鋰離子電池負極，其特征在于，所述鋰離子電池負極根據權利要求3所述的殼核結構的柔性硬脂酸鋰包覆納米硅復合材料制備。