[發(fā)明專利]負(fù)極材料及其制備方法和全固態(tài)鋰電池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110299609.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN115117343A | 公開（公告）日： | 2022-09-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 歷彪;郭姿珠;王國(guó)帥;胡屹偉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 比亞迪股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/62 | 分類號(hào)： | H01M4/62;H01M4/48;H01M4/58;H01M10/052;H01M10/058;C01B33/06;C01B33/08;C01D15/02 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202 | 代理人： | 熊永強(qiáng) |
| 地址： | 518118 廣東*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 負(fù)極 材料 及其 制備 方法 固態(tài) 鋰電池 | ||
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括內(nèi)核以及依次包覆所述內(nèi)核的第一包覆層和第二包覆層，所述內(nèi)核的材質(zhì)包括Li2O、LiF、Li2CO3和LiCl中的至少一種，所述第一包覆層的材質(zhì)為無定形態(tài)LixSi，0＜x≤4.4，所述第二包覆層的材質(zhì)包括Li2O、LiF、Li2CO3和LiCl中的至少一種。該負(fù)極材料的體積膨脹效應(yīng)小，循環(huán)性能好，電化學(xué)性能優(yōu)異。本申請(qǐng)還提供了該負(fù)極材料的制備方法和全固態(tài)鋰電池。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請(qǐng)涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及負(fù)極材料及其制備方法和全固態(tài)鋰電池。
背景技術(shù)
近年來，使用固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池因具有較高的安全性而得到廣泛關(guān)注。其中，理論比容量較高、安全性高的硅負(fù)極被認(rèn)為是突破全固態(tài)鋰電池能量密度的有效路徑。然而，現(xiàn)有的硅負(fù)極材料在脫/嵌鋰的過程中易發(fā)生巨大的體積變化，從而導(dǎo)致全固態(tài)鋰電池的容量迅速衰減，循環(huán)性能變差，限制了全固態(tài)鋰電池的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N負(fù)極材料及其制備方法、全固態(tài)鋰電池，該負(fù)極材料的體積膨脹效應(yīng)小，循環(huán)性能好，電化學(xué)性能優(yōu)異。
第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括內(nèi)核以及依次包覆所述內(nèi)核的第一包覆層和第二包覆層，所述內(nèi)核的材質(zhì)包括Li2O、LiF、Li2CO3和LiCl中的至少一種，所述第一包覆層的材質(zhì)為無定形態(tài)LixSi，0＜x≤4.4，所述第二包覆層的材質(zhì)包括Li2O、LiF、Li2CO3和LiCl中的至少一種。
可選的，所述第一包覆層和所述第二包覆層的厚度比為(2-50)：1。
可選的，所述負(fù)極材料的粒徑與所述第一包覆層的厚度比為(2.3-4)：1。
可選的，所述內(nèi)核和所述第二包覆層的材質(zhì)相同。
可選的，所述內(nèi)核的粒徑為5nm-50nm。
可選的，所述第一包覆層的厚度為20nm-500nm。
可選的，所述第二包覆層的厚度為2nm-50nm。
本申請(qǐng)第一方面提供的負(fù)極材料中，無定形態(tài)LixSi形成的第一包覆層循環(huán)穩(wěn)定性較好，同時(shí)，在負(fù)極材料中內(nèi)核和第二包覆層能夠形成骨架，對(duì)第一包覆層中無定形態(tài)LixSi起到束縛的作用，抑制其脫嵌鋰過程中的體積變化，保護(hù)電子和離子傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步的顯著提升了負(fù)極材料的循環(huán)性能，得到電化學(xué)性能優(yōu)異的負(fù)極材料。
第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種負(fù)極材料的制備方法，包括：
在內(nèi)核的表面成型包裹層，得到第一包覆物，其中，所述內(nèi)核的材質(zhì)包括Li2O、LiF、Li2CO3和LiCl中的至少一種，所述包裹層的材質(zhì)為無定形態(tài)LixSi，0＜x≤4.4；
在所述第一包覆物的表面成型第二包覆層，得到負(fù)極材料，其中，所述第二包覆層的材質(zhì)包括Li2O、LiF、Li2CO3和LiCl中的至少一種。
可選的，在所述第一包覆物的表面成型第二包覆層，包括：
將所述第一包覆物置于O2、F2、CO2和Cl2中的至少一種氣氛中，經(jīng)加熱成型第二包覆層。
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