[發(fā)明專利]一種高首效氧化亞硅基負極材料及其制備方法

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• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115188946A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬文文;林少雄;王輝;趙宇飛;丁男;張辰;雷桂湘
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/485;H01M4/583;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 余婧

1.一種高首效氧化亞硅基負極材料，其特征在于，包括部分鋰化的氧化亞硅內(nèi)核和包覆在所述內(nèi)核表面的納米銀構(gòu)成的復(fù)合顆粒、包覆在所述復(fù)合顆粒表面的鈦酸鋰層和包覆在所述鈦酸鋰層表面的碳層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高首效氧化亞硅基負極材料，其特征在于，所述負極材料中，氧化亞硅內(nèi)核的平均粒徑為1～10μm，納米銀占負極材料總質(zhì)量的0.05％-1％，鈦酸鋰占負極材料總質(zhì)量的0.3％-5％，碳占負極材料總質(zhì)量的0.5％-3％。

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、在氧化亞硅顆粒表面包覆納米銀，得到顆粒A；

S2、采用溶膠-凝膠法將鈦酸鋰前驅(qū)體包覆在所述顆粒A表面，得到粉體B；

S3、將所述粉體B置于化學(xué)氣相沉積爐中，在高溫下采用化學(xué)氣相沉積法進行碳包覆，得到高首效氧化亞硅基負極材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，S1中，采用化學(xué)鍍法在氧化亞硅顆粒表面包覆納米銀。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，S1中，采用化學(xué)鍍法在氧化亞硅顆粒表面包覆納米銀的具體步驟包括：將氧化亞硅顆粒加入氯化亞錫溶液中，得到混合液，將所述混合液加熱攪拌反應(yīng)0.5～3h，然后加入硝酸銀溶液，繼續(xù)加熱攪拌反應(yīng)1～3h，反應(yīng)完畢后過濾、干燥，即得；優(yōu)選地，S1中，加熱攪拌反應(yīng)的溫度為30～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速為100～300r/min；優(yōu)選地，S1中，所述氯化亞錫溶液的濃度為0.1～1mol/L；優(yōu)選地，S1中，所述硝酸銀溶液的濃度為0.1～1mol/L；優(yōu)選地，S1中，所述混合液的固含量為20％～60％；優(yōu)選地，S1中，干燥的方法為鼓風(fēng)干燥或者真空干燥，干燥溫度為30～100℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，S2中，將鈦源溶液與顆粒A、螯合劑混合，得到混合液，然后加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后在攪拌下加入鋰源，形成凝膠，然后冷凍干燥，得到粉體B；優(yōu)選地，S2中，所述混合液的固含量為20％～40％，所述混合液中螯合劑的摩爾濃度為0.01～1mol/L，所述鈦源、鋰源的摩爾比為1：(1～3)，所述鋰源與顆粒A的質(zhì)量比為1：(6～25)；優(yōu)選地，S2中，所述加熱攪拌反應(yīng)的溫度為40～80℃，時間為0.5～1h；優(yōu)選地，S2中，所述鈦源為鈦酸丁酯、鈦酸異丙酯，鈦酸乙酯中的至少一種，所述鋰源為乙酸鋰，所述螯合劑為聚乙烯亞胺、三乙醇胺、檸檬酸中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，S3中，采用化學(xué)氣相沉積法進行碳包覆的溫度為800～1000℃，時間為1～5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，S3中，將所述粉體B置于氣相沉積爐中，在高溫下通入氬氣和乙炔進行炭包覆，得到高首效氧化亞硅基負極材料；優(yōu)選地，S3中，所述氬氣的氣體流速為50～200ml/min，氬氣和乙炔的體積比為4:1～1:4。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高首效氧化亞硅基負極材料的制備方法，其特征在于，S1中，氧化亞硅顆粒的平均粒徑為1～10μm。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的負極材料包含權(quán)利要求1或2所述的氧化亞硅基負極材料。