[發(fā)明專利]硅氧材料及其處理方法、二次電池負極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110707043.3
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113437272B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 劉東海;王志勇
• 申請（專利權）人: 湖南中科星城石墨有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 唐菲

本申請涉及電池材料領域，具體而言，涉及一種硅氧材料及其處理方法、二次電池負極。硅氧材料的處理方法包括將硅氧單顆粒與瀝青顆粒在150?350℃下、惰性氣氛中進行第一段流化；然后在400?600℃下進行第二段流化；然后在700?1200℃下、含碳的還原性氣體中進行第三段流化；其中，所述瀝青顆粒的粒徑為2?20μm。在氣流的作用下，硅氧單顆粒處于不斷運動過程中，而顆粒之間在空間內的碰撞幾率是相等的，且在不斷碰撞的過程中，顆粒是在隨機碰撞過程中進行團聚的，在前期單顆粒破碎過程中形成的邊緣角度變得更加圓潤，消除了顆粒的尖銳棱角，易于后續(xù)電池的制備工藝順暢。本申請的處理方法可以改善硅氧單顆粒的電化學特性。

技術領域

本申請涉及電池材料領域，具體而言，涉及一種硅氧材料及其處理方法、二次電池負極。

背景技術

硅基負極材料以其超高的比容量成為發(fā)展?jié)摿ι霞训呢摌O材料，由于硅材料的體積膨脹較大，采用多孔碳材料改性硅氧材料的方法改善硅材料體積膨脹的問題。例如采用化學氣相沉積方法對靜態(tài)堆積的納米顆粒材料進行包覆，如何提升碳材料改性硅氧材料的電性能一直是本領域需要解決的問題。

發(fā)明內容

本申請實施例的目的在于提供一種硅氧材料及其處理方法、二次電池負極，其旨在提高硅氧材料的電性能。

本申請第一方面提供一種硅氧材料的處理方法，包括：

將質量比為(80-98):(2-20)的硅氧單顆粒與瀝青顆粒在150-350℃下、惰性氣氛中進行第一段流化；

然后在400-600℃下、惰性氣氛中進行第二段流化；然后在700-1200℃下、含碳的還原性氣體中進行第三段流化使所述還原性氣體裂解；

其中，所述瀝青顆粒的粒徑為2-20μm。

采用三階段流化，在第一流化階段瀝青以點狀的形式存在于硅氧單顆粒表面，增加不同顆粒之間在各個方向的團聚機會，同時，該步驟采用較大的氣流速度，可以不斷增加顆粒材料瀝青材料的碰撞，實現瀝青在石墨顆粒表面的沾覆。第二流化階段采用較高的溫度可以實現單顆粒之間的粘接過程。第三步流化過程中，氣相碳源在高溫下發(fā)生裂解，產生碳原子，實現了碳在顆粒表面的均勻沉積，改善硅氧單顆粒的電化學特性。

在氣流的作用下，硅氧單顆粒處于不斷運動過程中，而顆粒之間在空間內的碰撞幾率是相等的，且在不斷碰撞的過程中，顆粒在隨機碰撞過程中進行團聚，在前期單顆粒破碎過程中形成的邊緣角度變得更加圓潤，消除了顆粒的尖銳棱角，易于后續(xù)電池的制備工藝順暢。

在本申請第一方面的一些實施例中，硅氧單顆粒的粒徑為4-15μm。

在本申請第一方面的一些實施例中，含碳的還原性氣體選自于甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯以及乙炔中的至少一種。

在本申請第一方面的一些實施例中，第一段流化之前以1-10℃/min的升溫速率升溫至150-350℃再進行所述第一段流化；所述第一段流化的時間為1-8h。

在本申請第一方面的一些實施例中，第一段流化后以1-10℃/min的升溫速率升溫至400-600℃再進行所述第二段流化。

在本申請第一方面的一些實施例中，第二段流化的時間為1-5h。

在本申請第一方面的一些實施例中，第二段流化后以1-10℃/min的升溫速率升溫至700-1200℃再進行所述第三段流化。

在本申請第一方面的一些實施例中，第三段流化的時間為1-10h。

本申請第二方面提供一種硅氧材料，硅氧材料通過上述的硅氧材料的處理方法制得。

本申請?zhí)峁┑墓柩醪牧暇哂休^好的循環(huán)穩(wěn)定性。