[發明專利]硅基負極材料及其制備方法、電池和終端

有效

• 申請號: 201911425863.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113130858B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 雷丹;沙玉靜;鄧耀明;夏圣安
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;李稷芳

1.一種硅基負極材料，其特征在于，包括低硅氧比硅基基體，以及分散在所述低硅氧比硅基基體中的多個高硅氧比硅基顆粒，所述低硅氧比硅基基體的硅氧比為1∶x，其中，1x≤2，所述高硅氧比硅基顆粒的硅氧比為1∶y，其中，0≤y≤1，所述低硅氧比硅基基體為二氧化硅，或者所述低硅氧比硅基基體包括二氧化硅和分散在所述二氧化硅中的含硅晶體粒子，所述高硅氧比硅基顆粒為硅顆粒，或者所述高硅氧比硅基顆粒包括二氧化硅和分散在所述二氧化硅中的含硅晶體粒子；所述高硅氧比硅基顆粒的表面設置有導電層和/或導離子層。

2.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述低硅氧比硅基基體在所述高硅氧比硅基顆粒的表面原位生長得到。

3.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述含硅晶體粒子為晶體硅和/或含鋰硅酸鹽。

4.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述高硅氧比硅基顆粒的粒徑為20nm-1000nm。

5.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述含硅晶體粒子的粒徑為2nm-15nm。

6.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述導電層的材料選自導電聚合物、碳質材料、金屬、合金中的一種或多種。

7.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述導離子層的材料選自LiPO₄、LiLaTiO₄、Li₇La₃Zr₂O₁₂、LiAlO₂、LiAlF₄、LiAlS、Li₂MgTiO₄、Li₆La₃Zr_1.5W_0.5O₁₂中的一種或多種。

8.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述導電層的厚度為2nm-150nm，所述導離子層的厚度為2nm-150nm。

9.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料還包括包覆在所述低硅氧比硅基基體表面的碳包覆層。

10.如權利要求1-9任一項所述的硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料的粒徑為3μm-8μm。

11.一種硅基負極材料的制備方法，其特征在于，包括：

將硅粉和二氧化硅粉按硅氧比1∶y₁混合，其中，0y₁≤1，然后經焙燒、研磨制備得到高硅氧比硅基顆粒；或直接將硅顆粒作為高硅氧比硅基顆粒；采用溶膠凝膠法或氣相沉積法在所述高硅氧比硅基顆粒表面制備導電層和/或導離子層；

將硅粉和二氧化硅粉按硅氧比1∶x₁混合，其中，1x₁＜2，然后在真空或保護氣氛下焙燒形成低硅氧比的蒸氣；或者單獨將二氧化硅粉在真空或保護氣氛下焙燒形成低硅氧比的蒸氣；

將所述低硅氧比的蒸氣沉積在表面具有導電層和/或導離子層的高硅氧比硅基顆粒上形成低硅氧比硅基基體，得到硅基負極材料，所述硅基負極材料包括低硅氧比硅基基體，以及分散在所述低硅氧比硅基基體中的多個高硅氧比硅基顆粒，所述低硅氧比硅基基體的硅氧比為1∶x，其中，1x≤2，所述高硅氧比硅基顆粒的硅氧比為1∶y，其中，0≤y≤1，所述低硅氧比硅基基體為二氧化硅，或者所述低硅氧比硅基基體包括二氧化硅和分散在所述二氧化硅中的含硅晶體粒子，所述高硅氧比硅基顆粒為硅顆粒，或者所述高硅氧比硅基顆粒包括二氧化硅和分散在所述二氧化硅中的含硅晶體粒子；所述高硅氧比硅基顆粒的表面設置有導電層和/或導離子層。