[發明專利]一種硅碳材料、負極片和電池

在審

• 申請號: 202310199616.5
• 申請日: 2023-03-04
• 公開（公告）號: CN116130636A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 范洪生;曾長安;汪輝;劉春洋;李素麗
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M4/134;H01M4/133;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司 11505
• 代理人: 周坤

1.一種硅碳材料，其特征在于，所述硅碳材料包括作為骨架結構的多孔碳和填充于所述多孔碳的孔隙中的填充物，在所述硅碳材料的里層中的所述填充物包括硅，在所述硅碳材料的表層中的所述填充物包括含有F、P、S元素的材料。

2.根據權利要求1所述的硅碳材料，其中，所述含有F、P、S元素的材料中的F元素、P元素、S元素之間的重量比滿足關系式(I-1)、(II-1)、(III-1)中的一個或多個：

0.04＜m_P/m_F＜0.35，式(I-1)；

0.02＜m_S/m_F＜0.25，式(II-1)；

0.3＜m_S/m_P＜1，式(III-1)。

3.根據權利要求1或2所述的硅碳材料，其中，所述硅碳材料包括C元素、Si元素、F元素、P元素和S元素，其中，以所述硅碳材料的總重量為基準，所述C元素的重量含量α滿足30wt％≤α≤80wt％，和/或；所述Si元素的重量含量β滿足15wt％≤β＜70wt％，和/或所述F元素、P元素、S元素的重量含量之和γ滿足0.5wt％≤γ≤9wt％，α、β、γ之和滿足93wt％≤α+β+γ＜100wt％；

優選地，以所述硅碳材料的總重量為基準，所述C元素的重量含量α滿足40wt％≤α≤55wt％，所述Si元素的重量含量β滿足40wt％≤β≤55wt％，F元素、P元素、S元素的重量含量之和γ滿足2.5wt％≤γ≤5.5wt％，且α、β、γ之和滿足94wt％≤α+β+γ≤97.5wt％。

4.根據權利要求1所述的硅碳材料，其特征在于，所述硅碳材料的表層中的所述填充物中包括Li元素，

優選地，所述Li元素的重量與F元素、P元素、S元素重量之和的比滿足0.1＜m_Li/(m_F+m_P+m_S)＜0.45，式(Ⅳ-1)。

5.根據權利要求1所述的硅碳材料，其中，所述多孔碳為多孔硬碳；

和/或，所述多孔碳的平均孔徑為0.5nm-20nm；

和/或，所述多孔碳的中值粒徑為1μm-15μm；

和/或，所述硅碳材料的比表面積＜20m²/g；

和/或，所述硅碳材料的中值粒徑為1μm-15μm；

和/或，在所述硅碳材料中，所述表層的最大厚度為50-1000nm。

6.根據權利要求5任一項所述的硅碳材料，其中，所述多孔碳的平均孔徑為1nm-6nm；

和/或；多孔碳的中值粒徑為5μm-12μm

和/或，所述硅碳材料的中值粒徑為5μm-12μm；

和/或，在所述硅碳材料中，所述表層的最大厚度為100-600nm。

7.根據權利要求1所述的硅碳材料，其中，所述含有F、P、S元素的材料包括二氟草酸硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、氟化鋰、氟化鈉、六氟磷酸鋰、磷酸二氫鋰、磷酸鋰、磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、硫酸鋰、硫酸鈉、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內酯、硫酸乙烯酯中的一種或多種。

8.一種負極片，其特征在于，所述負極片包括權利要求1-7中任一項所述的硅碳材料。

9.根據權利要求8所述負極片，其中，所述負極片包括負極集流體和負極活性物質層，所述負極活性物質層包括所述硅碳材料；

和/或，以所述負極活性物質層的總重量為基準，所述硅碳材料的重量含量為1-50wt％。

10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1-7中任一項所述的硅碳材料和/或權利要求8或9所述的負極片。