[發明專利]一種B摻雜氧化亞硅負極材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210975348.7
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115732649A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 高茹月
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

1.一種B摻雜氧化亞硅負極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(1)將氧化亞硅基體進行刻蝕，加入硼源混合，得到氧化亞硅前驅體；

(2)將所述氧化亞硅前驅體進行燒結，所述燒結的溫度不低于700℃，得到B摻雜氧化亞硅負極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述氧化亞硅基體包括氧化亞硅、碳包覆氧化亞硅、氧化亞硅/石墨復合材料和碳包覆氧化亞硅/石墨復合材料中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(1)所述刻蝕的刻蝕液包括氫氟酸溶液；

優選地，所述氫氟酸溶液的質量分數為8～12％；

優選地，步驟(1)所述硼源包括硼酸、三溴化硼和氧化硼-乙醇溶液中的任意一種或至少兩種的組合。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述氧化亞硅基體和所述刻蝕液中的溶質的摩爾比為(0.012～0.017):1；

優選地，步驟(1)所述氧化亞硅基體和所述硼源的摩爾比為1:(0.5～9)。

4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述刻蝕的時間為2～5h；

優選地，步驟(1)所述刻蝕的轉速為200～500r/min；

優選地，步驟(1)所述刻蝕后、加入硼源前，還進行第一過濾和第一干燥的操作；

優選地，所述第一干燥的溫度為55～65℃；

優選地，所述第一干燥的時間為1～4h；

優選地，步驟(1)所述加入硼源后、步驟(2)所述燒結前，還進行第二過濾和第二干燥的操作；

優選地，所述第二干燥的溫度為55～65℃；

優選地，所述第二干燥的時間為1～4h。

5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述燒結的溫度為700～800℃；

優選的，步驟(2)所述燒結的升溫速率為5～15℃/min；

優選的，步驟(2)所述燒結的時間為3～5h；

優選的，步驟(2)所述燒結的氣氛中的氣體包括氮氣、氦氣和氬氣中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述燒結后，還進行酸洗的操作；

優選的，所述酸洗的溶液包括鹽酸、硝酸和稀硫酸中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(1)將氧化亞硅基體進行刻蝕，所述刻蝕的刻蝕液包括質量分數為8～12％的氫氟酸溶液，所述刻蝕的時間為2～5h，轉速為200～500r/min，所述刻蝕后進行過濾，并在55～65℃干燥1～4h，所述氧化亞硅基體和所述刻蝕液中的溶質的摩爾比為(0.012～0.017):1；

(2)將步驟(1)所述干燥后的產物和硼源混合，所述氧化亞硅基體和所述硼源的摩爾比為1:(0.5～9)，并以轉速200～500r/min進行攪拌，所述攪拌后進行過濾，并在55～65℃干燥1～4h，得到氧化亞硅前驅體；

(3)將步驟(2)所述氧化亞硅前驅體以5～15℃/min升溫至700～800℃燒結3～5h，所述燒結的氣氛中的氣體包括氮氣、氦氣和氬氣中的任意一種或至少兩種的組合，所述燒結后進行酸洗，得到B摻雜氧化亞硅負極材料。

8.一種B摻雜氧化亞硅負極材料，其特征在于，所述B摻雜氧化亞硅負極材料采用根據權利要求1-7任一項所述的制備方法制備得到。

9.根據權利要求8所述的B摻雜氧化亞硅負極材料，其特征在于，所述B摻雜氧化亞硅負極材料的平均粒徑為8～12μm；

優選地，以所述B摻雜氧化亞硅負極材料的質量為100％計，所述B元素的含量為0.1～0.4％。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的負極中包括根據權利要求8或9所述的B摻雜氧化亞硅負極材料。