[發(fā)明專利]硅負(fù)極材料、其制備方法及包括其的鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011257852.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112490423A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚光輝;余劍琳;馬美品;蔡惠群;李海軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 白雪

1.一種硅負(fù)極材料，其特征在于，所述硅負(fù)極材料為核殼結(jié)構(gòu)，其中核層為納米硅球，殼層為具有雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)的TiO₂/C復(fù)合層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅負(fù)極材料，其特征在于，所述TiO₂/C復(fù)合層中TiO₂和C之間的重量比為(4～5):(3～4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅負(fù)極材料，其特征在于，所述殼層的厚度為50～200nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅負(fù)極材料，其特征在于，所述納米硅球的粒徑為100～500nm。

5.一種權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的硅負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

S1，將有機(jī)鈦源、有機(jī)碳源和有機(jī)溶劑混合，形成第一混合液；

S2，將納米硅球加入并分散在所述第一混合液中，然后加入水解穩(wěn)定劑，形成第二混合液；

S3，將所述第二混合液進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻，得到前驅(qū)體；

S4，在惰性氣氛下將所述前驅(qū)體進(jìn)行煅燒，得到所述硅負(fù)極材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈦源為四異丙醇鈦、鈦酸丁酯、鈦酸四乙脂中的一種或多種；優(yōu)選地，所述有機(jī)碳源為聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、聚丙烯脂、聚乙烯醇中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述有機(jī)鈦源與所述有機(jī)碳源之間的重量比為(3～5):1，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇和去離子水的混合溶劑，優(yōu)選所述無水乙醇和所述去離子水的體積比為(1～2):1；

優(yōu)選地，所述有機(jī)鈦源和所述有機(jī)碳源在所述第一混合液中的質(zhì)量濃度為20～35％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述納米硅球與所述有機(jī)碳源的重量之比為(1.5～2.5):1；優(yōu)選地，所述水解穩(wěn)定劑與所述有機(jī)鈦源的體積之比為(2.5～3.5):1。

9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，將所述第二混合液以5～10℃/min的速度升溫至150～180℃，保溫10～15h以進(jìn)行所述水熱反應(yīng)；待反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，再過濾、洗滌、干燥，得到所述前驅(qū)體；

優(yōu)選地，所述步驟S4中，將所述前驅(qū)體以5～10℃/min的速度升溫至700～800℃，保溫3～5h以進(jìn)行所述煅燒過程。

10.一種鋰離子電池，包括負(fù)極材料，其特征在于，所述負(fù)極材料為權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的硅負(fù)極材料。