[發明專利]鋰電池負極材料及其制備方法和鋰電池

在審

• 申請號: 201910675059.3
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110391409A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 李雷;邱昭政;李子凡
• 申請（專利權）人: 昆山寶創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/38;H01M10/0525;H01M4/66
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 肖陽

1.一種鋰電池負極材料，其特征在于，包括：

氧化亞硅內核；

碳包覆層，所述碳包覆層形成在所述氧化亞硅內核的至少一部分表面；

固體電解質界面層，所述固體電解質界面層形成在所述碳包覆層的至少一部分表面。

2.根據權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述氧化亞硅內核的平均粒徑為1～10μm。

3.根據權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述碳包覆層的厚度為2～100nm。

4.根據權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述碳包覆層由碳源形成，所述碳源選自瀝青、烴類氣體和天然氣中的至少之一形成。

5.根據權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述固體電解質界面層的厚度為1～50nm。

6.根據權利要求1所述的鋰電池負極材料，其特征在于，所述固體電解質界面層通過將形成有所述碳包覆層的所述氧化亞硅內核置于電解質溶液中模擬電池循環形成；

任選地，所述電解質溶液包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的至少之一；

任選地，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸二甲酯和所述碳酸甲乙酯的體積比為(0.5～1.5):(0.5～1.5):(0.5～1.5)；

任選地，所述電解質溶液中還包括負極成膜添加劑，所述負極成膜添加劑包括碳酸亞乙烯酯；

任選地，在所述電解質溶液中，所述碳酸亞乙烯酯的含量為0.1～3v％；

任選地，所述負極成膜添加劑還包括選自氟代碳酸乙烯酯、雙(氟磺酰基)亞胺鋰、雙氟磷酸鋰、硫酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和三(三甲基硅烷)磷酸酯中的至少之一；

任選地，在所述電解質溶液中，所述氟代碳酸乙烯酯的含量為0.01～15v％，所述雙(氟磺酰基)亞胺鋰的含量為0.01～5v％，所述雙氟磷酸鋰的含量為0.01～3v％，所述硫酸亞乙烯酯的含量為0.01～10v％，所述亞硫酸丙烯酯的含量為0.01～10v％，所述三(三甲基硅烷)硼酸酯的含量為0.01～10v％，所述三(三甲基硅烷)磷酸酯的含量為0.01～10v％。

7.一種制備權利要求1～6任一項所述的鋰電池負極材料的方法，其特征在于，包括：

(1)提供氧化亞硅內核；

(2)利用碳源在所述氧化亞硅內核的至少一部分表面形成碳包覆層，以便得到負極材料前體；

(3)將所述負極材料前體置于電解質溶液中，通過模擬電池循環在所述負極材料前體的至少一部分表面形成固體電解質界面層。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，利用電解池裝置模擬電池循環。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述電解池裝置包括：陰極室、隔離膜、陽極室和電源；其中，所述陰極室內設有陰極片，所述陽極室內設有陽極片，所述陰極片和所述陽極片與所述電源相連；所述陰極室和所述陽極室內盛裝有電解質溶液且通過所述隔離膜間隔開，所述陽極室內放置所述負極材料前體；

任選地，所述電解池裝置進一步包括：氣袋，所述氣袋與所述陽極室相連。

10.一種鋰電池，其特征在于，包括：正極、隔膜、負極和電解液，其中，所述負極包括權利要求1～6任一項所述的鋰電池負極材料。