[發(fā)明專利]用于鋰離子電池陽極的穩(wěn)定的預(yù)鋰化氧化硅顆粒

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980014622.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN112219296A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 剡剴;黃虹端
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安普瑞斯股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/48
• 分類號(hào): H01M4/48;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/36;H01M10/052;H01M4/13;H01M4/587;C01B33/113;C01B33/02
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 李躍龍

1.一種用于鋰離子電池電芯中的陽極的活性材料，包含：

顆粒，所述顆粒包含：

含硅的域；

含金屬硅化物的域；和

含硅酸鋰的域；

其中每個(gè)顆粒具有外表面。

2.權(quán)利要求1的活性材料，其中金屬硅化物包含硅和選自鉻、鈷、銅、鐵、鎳、錳、鈦、釩及其組合的金屬。

3.權(quán)利要求1的活性材料，其中至少一些硅酸鋰域包含一種或多種摻雜劑。

4.權(quán)利要求3的活性材料，其中所述外表面包含至少一些硅酸鋰域，并且所述表面處的至少一些硅酸鋰域具有比不在所述表面處的硅酸鋰域高的摻雜濃度。

5.權(quán)利要求4的活性材料，其中所述摻雜劑選自鎂、鈣、鍶、鋇、硼、鋁、鎵、銦、鉈、磷、砷、銻、鉍、鈦、鋯、鉿及其組合。

6.權(quán)利要求1的活性材料，其中所述外表面的至少一部分包含金屬硅化物域。

7.權(quán)利要求1的活性材料，其中所述顆粒進(jìn)一步包含一種或多種選自鉻、鈷、銅、鐵、鎳、錳、鈦、釩及其組合的摻雜劑。

8.權(quán)利要求1的活性材料，其中所述顆粒的特征在于氧:金屬的摩爾比率為10:1至25:1。

9.一種制備陽極活性材料的方法，其包含：

a)提供包含SiO_x的顆粒；

b)向顆粒添加金屬鹽和還原劑以形成第一混合物；

c)在惰性氣氛中對(duì)第一混合物進(jìn)行退火；

d)向顆粒添加含有鋰物質(zhì)的有機(jī)液體以形成第二混合物；和

e)在惰性氣氛中對(duì)顆粒進(jìn)行退火以形成含有硅域、硅酸鋰域和金屬硅化物域的顆粒。

10.權(quán)利要求8的方法，其中將所述第一混合物于500℃和1000℃之間的溫度下退火0.1至20小時(shí)。

11.權(quán)利要求8的方法，其中將所述第二混合物于500℃和1200℃之間的溫度下退火0.1至48小時(shí)。

12.權(quán)利要求8的方法，其中所述金屬鹽包含選自鉻、鈷、銅、鐵、鎳、錳、鈦、釩及其組合的金屬。

13.權(quán)利要求11的方法，其中在步驟d)中，所述鋰物質(zhì)選自氫氧化鋰、硝酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰、碳酸鋰和醇鋰。

14.權(quán)利要求8的方法，其中在步驟d)中，所述鋰物質(zhì)是鋰金屬顆粒。

15.權(quán)利要求8的方法，其中在步驟d)中，所述鋰物質(zhì)是鋰金屬在四氫呋喃和多環(huán)芳烴中的溶液。

16.權(quán)利要求8的方法，其進(jìn)一步包含向第一混合物添加摻雜劑，其中所述摻雜劑選自鉻、鈷、銅、鐵、鎳、錳、鈦、釩及其組合。

17.一種生產(chǎn)陽極活性材料的方法，其包含：

a)提供包含Si和SiO_x的第一顆粒；

b)將顆粒與一種或多種摻雜劑和水混合以形成第一混合物；

c)對(duì)第一混合物進(jìn)行退火以形成摻雜的第一顆粒；

d)向第一顆粒添加含有鋰物質(zhì)的有機(jī)液體以形成第二混合物；和

e)退火以形成包含硅域和硅酸鋰域的摻雜的顆粒。

18.權(quán)利要求13的方法，其中所述摻雜劑包含選自鎂、鈣、鍶、鋇、硼、鋁、鎵、銦、鉈、磷、砷、銻、鉍、鈦、鋯、鉿及其組合中的一種或多種。

19.權(quán)利要求13的方法，其中在步驟c)中，所述退火包含在空氣或惰性氣體中于500℃和1000℃之間的溫度下退火0.1至20小時(shí)。