[發明專利]一種改性硅酸鋰及其制作方法、應用和制品

有效

• 申請號: 202210151302.3
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114516628B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 閆勇;黃學杰;石磊
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室;中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 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: 彭星

1.一種改性硅酸鋰，其特征在于，包括：

內核，所述內核具有硅酸鋰材料，所述硅酸鋰材料包括Li₄SiO₄和/或Li₂SiO₃；

表層，結合于所述內核的表面，所述表層含有硫元素，且所述硫元素的價態為0價、+4價以及+6價中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的改性硅酸鋰，其特征在于，所述硫元素以單質硫、硫酸鹽、亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽中的一種或多種形式提供；

和/或，所述內核具有芯材和包覆于所述芯材的表面的包覆層，所述芯材由所述硅酸鋰材料提供，所述包覆層為碳材料；

和/或，所述包覆層提供的碳元素的含量為所述硅酸鋰材料的質量的0.1%至15%；

和/或，所述硫元素的含量為所述硅酸鋰材料的質量的0.1%至25%。

3.一種改性硅酸鋰的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

使硅酸鋰材料和硫源以粉末狀形式混合；或者使鋰源、硅源和硫源以粉末狀形式混合形成混合物，再對所述混合物進行惰性氣氛條件下的燒結處理；

其中，所述鋰源和所述硅源反應形成硅酸鋰材料，且所述硅酸鋰材料包括Li₄SiO₄和/或Li₂SiO₃，所述硫源包括單質硫、硫酸鹽、亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽中的一種或多種。

4.根據權利要求3所述的改性硅酸鋰的制作方法，其特征在于，所述混合物中還含有作為碳源的有機物。

5.根據權利要求3或4所述的改性硅酸鋰的制作方法，其特征在于，所述燒結處理的溫度為500℃至1000℃。

6.根據權利要求5所述的改性硅酸鋰的制作方法，其特征在于，制作方法包括：使硅酸鋰材料和硫源以粉末狀形式混合且在混合后于80℃至500℃熱處理；

和/或，所述惰性氣氛為氮氣氣氛；

和/或，所述硫源的用量為所述混合物的質量的0.1%至25%。

7.一種權利要求1或2所述的改性硅酸鋰作為鋰電池的正極補鋰材料的應用、鋰電池的正極活性材料的應用或作為吸附劑的應用。

8.一種權利要求3-6中任一項所述的改性硅酸鋰的制作方法在制作鋰電池的正極補鋰材料或正極活性鋰材料中的應用。

9.一種硅酸鋰作為補鋰材料改善鋰電池的正極活性材料的空氣穩定性且降低所述正極活性材料的堿性的應用，其中，所述硅酸鋰由權利要求1或2所述的改性硅酸鋰提供，或者所述硅酸鋰通過實施權利要求3-6中任一項所述的改性硅酸鋰的制作方法而獲得。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述正極活性材料包括磷酸鐵鋰。

11.根據權利要求9或10所述的應用，其特征在于，所述正極活性材料的粘度通過與作為補鋰材料的所述硅酸鋰混合而被提高。

12.一種鋰電池構件，其特征在于，所述構件包括基體和結合于所述基體的附著層；

所述基體為集流體，且所述附著層為含有正極活性材料和/或根據權利要求1或2所述的改性硅酸鋰，且當所述附著層獨立地由所述正極活性材料提供時，所述正極活性材料中混入所述改性硅酸鋰；

或者，所述基體為隔膜，且所述附著層位于所述隔膜的一個表面并含有根據權利要求1或2所述的改性硅酸鋰。

13.根據權利要求12所述的鋰電池構件，其特征在于，所述鋰電池為鋰金屬電池或鋰離子電池。

14.一種鋰電池構件，包括正極、負極、隔膜以及電解液，其特征在于，所述正極和/或隔膜通過權利要求12或13所述的鋰電池構件提供。