[發明專利]硅氧負極材料及其制備方法、二次電池用負極

在審

• 申請號: 202211325609.7
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN116072835A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 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;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/62;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: 黃亞茹

1.一種硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，包括：

將碳包覆一氧化硅與金屬材料熱處理，使所述碳包覆一氧化硅中至少部分一氧化硅與所述金屬材料反應生成硅酸鹽和硅單質，得到硅氧負極材料；所述金屬材料包括Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、B、Al、Co及其合金中的至少一種，或Mg。

2.根據權利要求1所述的硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，所述合金包括Mg、Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、B、Al、Co中的至少兩種。

3.根據權利要求1所述的硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，所述金屬材料與所述碳包覆一氧化硅的質量比為1:5-9；

可選地，所述金屬材料與所述碳包覆一氧化硅的質量比為1:6-8。

4.根據權利要求1所述的硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，所述將碳包覆一氧化硅與金屬材料熱處理的步驟包括：

將所述碳包覆一氧化硅與所述金屬材料在300～600℃下保溫1～10h；然后在850～1100℃下保溫0.5～10h；

可選地，將所述碳包覆一氧化硅與所述金屬材料在300～600℃下保溫1～10h，然后以5-20℃/min的升溫速率升溫至850～1100℃并保溫0.5～10h；

可選地，所述熱處理在壓力為1-140Pa的條件下進行；

可選地，所述熱處理在壓力為8-30Pa的條件下進行。

5.根據權利要求1-4任一項所述的硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，所述將碳包覆一氧化硅與金屬材料熱處理的步驟之前還包括：

在一氧化硅外表包覆碳層以獲得所述碳包覆一氧化硅的步驟；

可選地，采用化學氣相沉積的方法在一氧化硅外表包覆碳層；

可選地，所述在一氧化硅外表包覆厚度為10-1000nm的碳層。

6.根據權利要求5所述的硅氧負極材料的制備方法，其特征在于，所述一氧化硅的粒徑分布為：

D10：≥3μm；

D50：5-8μm；

D100：＜15μm。

7.根據權利要求5所述的硅氧負極材料的方法，其特征在于，所述碳包覆一氧化硅中碳的質量分數為0.2-20％；

可選地，所述碳包覆一氧化硅中碳的質量分數為1-8％。

8.一種硅氧負極材料，其特征在于，所述硅氧負極材料通過權利要求1-7任一項所述的硅氧負極材料的制備方法制得。

9.一種硅氧負極材料，其特征在于，所述硅氧負極材料包括：內核和包覆于所述內核外的碳層，所述內核包括Mg₂SiO₄、MgSiO₃和分散于所述Mg₂SiO₄、MgSiO₃之間的硅晶粒；

可選地，所述碳層的厚度為10-1000nm；

可選地，所述碳層的厚度為10-100nm。

10.一種二次電池用負極，其特征在于，所述二次電池用負極包括權利要求8或9所述的硅氧負極材料。