[發明專利]硅基負極材料及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110299914.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN115117328A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 歷彪;郭姿珠;胡屹偉;易觀貴
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/40;H01M4/62;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

1.一種硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料包括內核以及設置在所述內核外的外殼，所述內核與所述外殼之間具有空隙，所述內核的材質為Li_xSi，0≤x＜4.4，所述外殼的材質包括氟化鋰和鈦。

2.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述空隙的體積占所述空隙與所述內核體積和的10％-60％。

3.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述外殼的孔隙率小于5％。

4.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述外殼的厚度為3nm-500nm。

5.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述內核的粒徑為20nm-1000nm。

6.如權利要求1所述的硅基負極材料，其特征在于，所述硅基負極材料的粒徑為35nm-2.5μm。

7.一種硅基負極材料的制備方法，其特征在于，包括：

在Li_zSi顆粒表面包覆四氟化鈦，經熱處理后得到硅基負極材料，所述硅基負極材料包括內核以及設置在所述內核外的外殼，所述內核與所述外殼之間具有空隙，所述內核的材質為Li_xSi，所述外殼的材質包括氟化鋰和鈦，其中0≤x＜4.4，0＜z≤4.4，x＜z。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述在Li_zSi顆粒表面包覆四氟化鈦，經熱處理后得到硅基負極材料，包括：

將所述Li_zSi顆粒置于第一加熱腔中，將所述四氟化鈦置于第二加熱腔中，所述第一加熱腔和所述第二加熱腔連通；

在真空狀態下，加熱所述第一加熱腔和所述第二加熱腔，并保溫20min-2h，得到所述硅基負極材料，其中，所述第一加熱腔的加熱溫度為60℃-150℃，所述第二加熱腔的加熱溫度為200℃-400℃。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極、負極、電解液以及位于所述正極和所述負極之間的隔膜，所述負極包括如權利要求1-6任一項所述的硅基負極材料或如權利要求7-8任一項所述的制備方法制得的硅基負極材料。

10.如權利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負極包括負極集流體，以及設置在所述負極集流體上的硅基負極材料層，所述硅基負極材料層包括所述硅基負極材料，且所述硅基負極材料層不含導電劑。