硅基负极材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109103443A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201810897649.6(22)申请日2018.08.08(71)申请人欣旺达电子股份有限公司地址518000广东省深圳市宝安区石岩街道石龙社区颐和路2号综合楼1楼、2楼A-B区、2楼D区-9楼(72)发明人陈鹏褚春波张耀(74)专利代理机构深圳市明日今典知识产权代理事务所(普通合伙)44343代理人王杰辉(51)Int.Cl.H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称硅基负极材料及其制备方法(57)摘要本发明揭示了一种硅基负极材料及其制备方法，包括以下步骤：将碳基材、硅源和乙醇混合搅拌形成悬浮液，将氨水、去离子水和乙醇混合形成溶液，将悬浮液滴加至溶液中，搅拌反应一定时间，得到反应产物，将反应产物真空过滤后干燥，制得第一复合物；在第一复合物中加入还原剂和反应助剂，惰性气氛下焙烧，制得第二复合物；将第二复合物加入到预配置的改性溶液中，再向其中加入氢氟酸，搅拌，过滤干燥，制得第三复合物；将第三复合物置于惰性气氛炉中，以指定速度通入有机碳源，进行热处理，制得所述硅基负极材料。本发明制备的硅基负极材料具备体积膨胀小和电导率高的优点，制成的负极极片变形程度低，电导率高，电化学性能好。CN109103443ACN109103443A权利要求书1/1页1.一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳基材、硅源和乙醇按照第一质量比混合搅拌形成悬浮液，将氨水、去离子水和乙醇按照第二质量比混合形成溶液，将所述悬浮液滴加至所述溶液中，搅拌反应一定时间，得到反应产物，将所述反应产物真空过滤后干燥，制得第一复合物；在所述第一复合物中按照第三质量比加入还原剂和反应助剂，惰性气氛下，以指定焙烧工艺焙烧，制得第二复合物；将所述第二复合物按照第四质量比加入到预配置的改性溶液中，再向其中加入指定量氢氟酸，搅拌一定时间，过滤干燥，制得第三复合物；将所述第三复合物置于惰性气氛炉中，以指定速度通入有机碳源，以指定热处理工艺进行热处理，制得所述硅基负极材料。2.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳基材包括单壁CNT、多壁CNT、石墨烯、多孔碳中的一种或多种。3.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅源包括正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括Al粉、Mg粉、Zn粉中的一种或多种，所述还原剂的粉末粒径D50范围包括1μm～10μm。5.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述反应助剂为金属盐，所述金属盐的金属离子包括Al3+、Zn2+、Na+、K+、Cu2+、Sn4+中的一2---种或多种，所述金属盐的酸根离子包括SO4、Cl、NO3中的一种或多种。6.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述指定焙烧工艺包括，在100℃～500℃下焙烧1h～24h。7.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述预配置的改性溶液包括CuSO4、AlCl3、CuCl2、Cu(NO3)2、Cu(CH3COO)2中的一种或多种。8.如权利要求1所述的一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述指定热处理工艺包括，在500℃～1000℃下热处理0.1h～24h。9.一种硅基负极材料，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的硅基负极材料的制备方法制成。10.如权利要求9所述的一种硅基负极材料，其特征在于，所述第一复合物为二氧化硅包覆碳基材复合物，所述第二复合物为非晶化氧化硅包覆碳基材复合物，所述第三复合物为金属掺杂非晶化氧化硅包覆碳基材复合物，所述第四复合物为表面包覆碳的金属掺杂非晶化氧化硅包覆碳基材复合物，所述金属占非晶化氧化硅的质量百分比包括0.1～5wt％。2CN109103443A说明书1/9页硅基负极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及新能源技术领域，具体涉及硅基负极材料及其制备方法。背景技术[0002]随着新能源汽车的迅速发展，纯电动汽车动力电池的单体能量密度要求越来越高。目前商业化的高镍三元正极(200mAh/g)匹配高容量石墨负极(360mAh/g)，单体电芯能量密度极限值无法突破300Wh/kg。而层状三元正极材料的理论克容量273-278mAh/g，石墨负极理论克容量372mAh/g，因此商业化的正负极材料均很接近理论克容量，单体能量密度再提高的空间已经不大。[0003]硅基材料由此受到人们的广泛关注。纯硅负极理论克容量4200