[發(fā)明專利]氮摻雜軟碳包覆硅基鋰離子負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010543313.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN113809312B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘明軍;劉柏男;羅飛
• 申請（專利權(quán)）人: 溧陽天目先導(dǎo)電池材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

1.一種氮摻雜軟碳包覆硅基鋰離子負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

以含氮?dú)庠椿蛘吒叻悬c(diǎn)含氮化合物為摻雜材料，將摻雜材料的蒸氣與預(yù)先加熱好的硅源蒸氣在1200℃-1700℃進(jìn)行氣相混合反應(yīng)1-24小時，得到氮摻雜氧化亞硅材料；其中，所述硅源蒸氣為硅蒸氣與二氧化硅蒸氣的混合蒸氣；所述含氮?dú)庠礊樵诔叵聻闅鈶B(tài)的含氮化合物，所述高沸點(diǎn)含氮化合物為在常溫下為液態(tài)或固態(tài)的含氮化合物；所述含氮?dú)庠淳唧w包括：氮?dú)狻睔狻⒀趸瘉喌蚨装分械囊环N或多種；所述高沸點(diǎn)含氮化合物具體包括：碳酰胺或三聚氰胺；所述摻雜材料的蒸氣通過對所述摻雜材料加熱到25℃-800℃獲得；

將氮摻雜氧化亞硅材料冷卻至室溫并出料破碎篩分；

將破碎篩分后的物料進(jìn)行飛行時間二次離子質(zhì)譜分析測試，確認(rèn)氮摻在氧化亞硅中的摻雜均勻性是否滿足預(yù)設(shè)條件；

將摻雜均勻性滿足預(yù)設(shè)條件的物料進(jìn)行碳包覆，即得氮摻雜軟碳包覆硅基鋰離子負(fù)極材料；

其中，所述預(yù)設(shè)條件具體為：在飛行時間二次離子質(zhì)譜分析測試過程中，全部粒子濺射時間段內(nèi)，氮原子濃度的波動范圍為±50％之內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅源蒸氣中硅蒸氣和二氧化硅蒸氣按照摩爾比硅：二氧化硅＝1：1混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述摻雜材料中氮原子質(zhì)量占所述硅源蒸氣中硅和二氧化硅總質(zhì)量的100ppm-100000ppm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳包覆具體為：將所述摻雜均勻性滿足預(yù)設(shè)條件的物料置于回轉(zhuǎn)爐，在保護(hù)氣氛下升溫至800℃-1000℃，通入有機(jī)氣源進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，保溫時間2-4小時，之后關(guān)閉有機(jī)氣源降溫；其中，所述有機(jī)氣源具體包括：甲烷、乙炔、丙烯或丙烷中的一種或多種。

5.一種鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述負(fù)極材料為上述權(quán)利要求1-4任一所述制備方法制備得到的氮摻雜軟碳包覆硅基鋰離子負(fù)極材料。

6.一種鋰電池極片，其特征在于，所述鋰電池極片包括上述權(quán)利要求5所述的鋰離子電池負(fù)極材料。

7.一種鋰電池，其特征在于，所述鋰電池包括上述權(quán)利要求6所述的鋰電池極片。