[發明專利]一種羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料、制備方法及負極片的制備方法

在審

• 申請號: 202010192833.8
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111342027A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 慈立杰;郭建光;王預
• 申請（專利權）人: 深圳索理德新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M10/052;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳智趣知識產權代理事務所(普通合伙) 44486
• 代理人: 崔艷崢

1.一種羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料：

其特征在于所述羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料是外表包覆有一層為0.5-5納米的羥基修飾無定形SiOx層的納米單質硅顆粒。

2.如權利要求1所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料，其特征在于：

所述納米單質硅顆粒的粒徑為20-60nm。

3.一種如權利要求1或2羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

1)、配制乙醇水溶液；

2)、向上述溶液中加入納米硅顆粒，超聲，使納米硅顆粒均勻分布在溶液中，形成均一的懸濁液；

3)、靜置，每隔10小時對其超聲處理，避免硅顆粒沉積；

4)、將納米硅顆粒和乙醇水溶液分離，將納米硅材料置于真空烘箱中烘干，即可得到羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料。

4.如權利要求3所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

1)、配乙醇制濃度為2-10vol％的乙醇水溶液；

2)、向上述溶液中加入納米硅顆粒，納米硅質量按照10ml乙醇水溶液對應1g納米硅計算得到，超聲使其均勻分散在溶液中；

3)、靜置，每隔10小時對其超聲處理，避免硅顆粒沉積；

4)、將納米硅顆粒和乙醇水溶液分離，將納米硅材料置于真空烘箱中烘干，即可得到羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料。

5.如權利要求3所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

所述納米硅顆粒的粒徑為20-60nm。

6.如權利要求5所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

所述步驟2)中超聲的時間是15-60分鐘，功率是70-100kWh，頻率為40Hz。

7.如權利要求5所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

所述步驟3)的條件是：每隔10小時超聲分散處理一次；每次超聲的時間是15-30分鐘，功率是70-100kWh，頻率為40Hz。

8.如權利要求5所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

所述步驟4)、4-8天后，通過離心或抽濾將納米硅顆粒與乙醇溶液分離，并將納米硅顆粒置于180℃的真空烘箱中烘干12小時，得到羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料。

9.如權利要求5所述的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅鋰離子電池負極材料的制備方法,其特征在于：

1)、配制濃度為5vol％的乙醇水溶液50ml；

2)、向上述溶液中加入5g納米硅顆粒，超聲使其均勻分散在溶液中，超聲的時間30分鐘，頻率40Hz，功率100kWh；

3)靜置，每隔10小時超聲分散處理一次，每次超聲的時間30分鐘，頻率40Hz，功率100kWh；

4)、4天后，通過離心或抽濾將納米硅顆粒與乙醇溶液分離，并將納米硅顆粒置于180℃的真空烘箱中烘干12小時，得到羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料。

10.一種負極片的制備方法：

首先將實施例3-9任一項制備方法制得的羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料、導電劑(Surper P)和粘結劑(CMC)以8:1:1的質量比，分散在5vol％乙醇水溶液中，乙醇水溶液的體積與納米硅的比例為2ml：0.08g，攪拌6小時，充分混合均勻制作成漿料，隨后使用涂布機將漿料均勻涂布于銅箔之上，厚度為15微米；

涂布完成后，將極片轉移至真空干燥箱，抽真空后，在90℃下烘干10小時，使用手動沖片機從干燥的極片上沖裁出直徑為12mm的圓形極片，稱量極片質量，除去銅箔以及導電劑、粘結劑的質量之后，得到了負載有羥基修飾無定形SiOx殼層包覆納米硅負極材料的單片極片。