[發明專利]一種硅氧負極材料及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110734000.4
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113381024B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 裴大釗;林文佳;曾漢民;徐悅斌;何巍;劉金成
• 申請（專利權）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/48;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，所述硅氧負極材料的制備方法包括如下步驟：

用模板法將碳納米管的一端置于硅氧化物的表面，得到處理后的硅氧化物，在所述處理后的硅氧化物表面包覆碳層，對包覆碳層后的硅氧化物進行熱處理，得到所述硅氧負極材料；

所述模板法中的模板帶有凹球形狀，所述凹球形狀的結構上伸出凹柱狀結構；所述硅氧化物固定在凹球形狀里，所述碳納米管固定在凹柱狀結構里；所述碳納米管分散在模板中的方法為將模板置于碳納米管的分散液中，使得碳納米管與模板混合，部分碳納米管就會進入模板的凹柱狀結構中；

所述硅氧負極材料包括硅氧內核，覆蓋在所述硅氧內核上的碳包覆層，以及一端嵌入所述碳包覆層中，另一端游離于所述碳包覆層之外的碳納米管。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳納米管穿透碳包覆層。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳納米管嵌入碳包覆層的一端垂直于所述硅氧內核的表面。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳包覆層的厚度為30-50nm。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧負極材料中，碳包覆層的質量分數為5-15wt％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧內核包括硅和二氧化硅。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧內核還包括摻雜元素。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述摻雜元素為金屬元素。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述摻雜元素包括鎂元素和/或鋰元素。

10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧內核中，摻雜元素的質量分數為5-15wt％。

11.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧內核中，還包括硅酸鹽。

12.根據權利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述硅酸鹽的陽離子為摻雜元素。

13.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧內核中，Si/O摩爾比為0.5-2。

14.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧內核的粒徑D50為4-6μm。

15.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧化物為氧化亞硅。

16.根據權利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述氧化亞硅的化學式為SiOx，其中0＜x＜2。

17.根據權利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述氧化亞硅的制備方法包括以下步驟：將硅和二氧化硅在抽真空條件下加熱氣化，冷卻后得到所述氧化亞硅。

18.根據權利要求17所述的制備方法，其特征在于，所述抽真空的真空度為5-20Pa。

19.根據權利要求17所述的制備方法，其特征在于，所述加熱氣化的溫度為800-1500℃。

20.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧化物在使用前，先進行破碎預處理。

21.根據權利要求20所述的制備方法，其特征在于，所述破碎預處理包括粗粉碎和細粉碎。