[發(fā)明專利]利用煅燒一種混合物制備鋰電池負極添加劑并制備負極的方法

有效

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• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN108808005B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王輝;丁克強;王洋;竇紅敏;高曉靜;韓靜瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 河北零點新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京中知法苑知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11226
• 代理人: 李明

本發(fā)明公開了利用煅燒一種混合物制備鋰電池負極添加劑并制備負極的方法，制備過程包括：選取二甲基硅油、三甲基硅醇、粒徑在1?500μm的硅粉中的幾種為原材料。稱取物質(zhì)置于研缽中研磨，使其成為均勻的糊狀物，然后將其置于坩堝中。于馬弗爐中在500～800℃下煅燒1～3h。將煅燒后的物質(zhì)研磨均勻，得到的樣品作為添加劑。本發(fā)明所制備的添加劑加入石墨中后，與原來相比，電池的放電比容量提高30％左右，并且有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用煅燒一種混合物制備鋰電池負極添加劑并制備負極的方法，屬于能源材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰離子電池憑其高電壓、比能量大、安全性能好、循環(huán)壽命長等特點在便攜式電子設(shè)備、電動汽車能源、太陽能和風(fēng)能能量儲存等方面得到了廣泛應(yīng)用。負極材料是鋰離子電池的核心關(guān)鍵材料，決定了鋰離子電池的性能和成本。石墨因具有平穩(wěn)的電壓平臺和充放電電位比較低等特點，在鋰離子電池中得到了較廣泛的應(yīng)用。然而，研究發(fā)現(xiàn)，石墨的理論比容量較低，并且與電解液溶劑的相容性比較差，這樣鋰和有機溶劑容易共同插入石墨層之間，導(dǎo)致石墨逐漸剝落，引起電池的循環(huán)性能降低的情況發(fā)生。因而開發(fā)新型的鋰離子電池的負極材料仍然是目前的科研熱點。最近，SiO₂由于其較高的理論比容量和較低的放電平臺等優(yōu)異性能備受關(guān)注。然而，SiO₂的電導(dǎo)率較低,深度脫嵌鋰的過程中會產(chǎn)生體積膨脹，這樣SiO₂負極材料的首周庫倫效率和循環(huán)性能都較差，極大地限制了SiO₂負極材料的應(yīng)用。文獻調(diào)研顯示，目前還沒有通過煅燒含有硅粉和有機硅化物的混合物，以制備鋰電池負極添加劑的報告。

本專利公布了一種利用煅燒混合物(此混合物含有硅粉和有機硅化物)制備鋰電池負極添加劑并制備負極的方法。實踐證明，該添加劑在加入石墨中后，與原來相比，電池的放電比容量提高將近30％，并且能保持較好的循環(huán)穩(wěn)定性。另外，此材料的制備方法簡單，成本低廉，因此有望應(yīng)用在鋰離子電池負極材料的新領(lǐng)域。

本發(fā)明的目的在于，提供一種利用混合物(此混合物含有硅粉和有機硅化物)制備鋰電池負極材料添加劑的方法，該添加劑加入石墨中后，與原來相比，電池的放電比容量提高大約30％，并且能保持較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

一種利用煅燒一種混合物(此混合物含有硅粉和有機硅化物)制備鋰電池負極材料添加劑的方法，制備過程主要包括以下步驟：

(1)材料的準(zhǔn)備。選取二甲基硅油、三甲基硅醇、粒徑在1～500μm的硅粉中的幾種進行稱取備用。

(2)樣品的制備。稱取1～20g有機硅化合物中的一種，同時稱取粒徑在1～500μm的硅粉，且使有機硅化合物與硅粉的質(zhì)量比為10:1～3，然后二者置于研缽中研磨，使其成為均勻的糊狀物，然后將糊狀物置于坩堝中。于馬弗爐中在500～800℃下煅燒1～3h。然后將煅燒后的物質(zhì)研磨5～40min，研磨均勻，得到的樣品即為添加劑。

(3)將添加劑以質(zhì)量比為1:(20～120)的比例摻入石墨中，即得到含添加劑石墨負極材料。

本發(fā)明的方法中，有機硅化合物為二甲基硅油、三甲基硅醇中的一種，硅粉為粒徑在1～500μm的硅粉。

本發(fā)明取得的有益效果如下：用簡便的方法制備了一種價格低廉、能顯著提高電池放電比容量的負極添加劑。

附圖說明

圖1為加入添加劑的石墨負極材料和未加入添加劑的石墨負極材料裝出的半電池在100mAg^-1電流密度下的首次充放電曲線。

圖2為加入添加劑的石墨負極材料和未加入添加劑的石墨負極材料裝出的半電池在100mAg^-1電流密度下的放電比容量循環(huán)圖。

圖3為添加劑的EDS圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明。