CN115020710A - 一种低膨胀硅基复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低膨胀硅基复合负极材料，属于锂离子电池技术领域。低膨胀硅基复合负极材料，包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为无定型碳层A，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层B，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的5‑15％。本发明的低膨胀硅基复合负极材料极大地降低了硅基复合材料的膨胀，从根本上提高了硅基负极材料的循环性性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种低膨胀硅基复合负极材料，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
近年来，随着电动车市场的急剧扩大，市场对锂离子电池能量密度要求越来越高，研发的重点也从之前的提高正极材料能量密度转为对正极材料和负极材料的能量密度同时提高。
硅基材料由于具有超高的理论能量密度(4200mAh/g)而成为了研发的热点，但是，硅基材料存在的体积膨胀和电子导电性差的问题一直制约着硅基负极材料的规模化应用。电子导电性差会使得电池具有较低的首次效率，体积膨胀会导致极差的循环性能和较差的倍率性能，容量衰减过快。为了解决硅基材料的上述问题，现有技术中采用的方法是将硅基材料纳米化，材料表面包覆降低材料阻抗及其降低膨胀，比如在材料表面包覆无定形碳、固体电解质等束缚充放电过程中的膨胀。
申请公布号为CN112467115A的中国专利公开了一种硅碳复合材料，该复合材料包括内核和包覆于内核外的外壳；内核包括纳米硅材料；外壳的材料包括碳和含锂固体电解质。其硅碳复合材料虽然可以降低阻抗提高其首次效率并降低膨胀，但是由于内核和外壳之间通过物理结合在一块，造成其材料的满电膨胀大，循环性能扔有待提高。
发明内容
本发明提供一种低膨胀硅基复合负极材料及其制备方法、锂离子电池，以提高硅基复合负极材料的循环性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种低膨胀硅基复合负极材料，包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为无定型碳层A，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层B，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的5-15％。
一种低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将硅粉在氢氟酸中浸泡2-5h，固液分离，得多孔硅；
2)将步骤1)得到的多孔硅与硅烷偶联剂、碳纳米管在有机溶剂中混合均匀，然后进行碳化处理，得到复合材料A；所述碳化处理是在惰性气氛中于750-800℃保温3-5h；
3)将步骤2)得到的复合材料A、分散剂、固体电解质在有机溶剂中分散均匀，然后喷雾干燥，得到复合材料B；固体电解质为
4)将步骤3)得到的复合材料B在碳源混合气体中于700-1100℃保温1-6h，然后在惰性气氛下降温，即得；所述碳源混合气体由甲烷、乙烯、乙炔中的至少一种与氨气按照体积比100:1-10混合而成。
步骤1)中硅粉的粒径为100-500nm。
步骤1)中氢氟酸的质量分数为1-10％。
步骤2)中多孔硅、硅烷偶联剂、导电剂的质量比为100：1-5：0.5-2。
步骤2)中将多孔硅与硅烷偶联剂、碳纳米管在有机溶剂中混合均匀，是将多孔硅、碳纳米管加入硅烷偶联剂的有机溶剂溶液中。硅烷偶联剂的有机溶剂溶液的质量分数为1-10％。
碳纳米管采用碳纳米管分散液加入。碳纳米管分散液的质量分数为1-5％。
步骤2)中的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基二乙氧基硅烷、氨基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
步骤2)中的有机溶剂A为甲苯、二甲苯、环己烷、四氯化碳、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
步骤3)中的复合材料A、分散剂、固体电解质的质量比为100:1-3:5-10
步骤3)中的有机溶剂B为异丙醇、乙醇、丁二醇、正丁醇、丙三醇中的至少一种。
固体电解质包括Lix+5La3Zr2-yAyO12，其中，A为Al、Ta、Ti、V、Nb、Hf、Si、Ge、Sn中的至少一种，1.5＜x＜2，0＜y＜1.0。进一步的，固体电解质由Lix+5La3Zr2-yAyO12与Li0.5La0.5TiO3以质量比6:5组成。
步骤3)中将复合材料A、分散剂、固体电解质在有机溶剂中分散均匀是将复合材料A、分散剂加入固体电解质的有机溶液中；固体电解质的有机溶液的质量分数为1-10％。
步骤3)中分散剂为乙酸乙酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰锂、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。
步骤4)中以1-10℃/min升温至700-1100℃保温。
惰性气氛为氩气气氛或氮气气氛。
本发明的低膨胀硅基复合负极材料采用多孔纳米硅并在其表面接枝羟基/羧基基团，并通过氨基硅烷偶联剂及其碳纳米管形成化学健连接的-CO-NH-基团提升材料的结构稳定性，进而提高了碳化后形成的碳材料的网状结构的各向同性，束缚充放电过程中硅的膨胀。同时中间层的固体电解质具有锂离子导电率高的特性，提升材料的倍率性能。外壳包覆无定形碳后，最外层的碳包覆层能有效的提高硅基材料的导电性，避免纳米硅与电解液直接接触，减少副反应，同时能有效的缓解充放电过程中的体积效应，提升存储性能。
进一步的，固体电解质层可避免多孔纳米硅与电解液直接接触，减少副反应，同时能进一步有效的提高硅基材料的导电性和缓解充放电过程中的体积效应能。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的低膨胀硅基复合负极材料的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更容易理解，下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为碳层，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的9％。
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将100g粒径为100nm的纳米硅粉添加到500mL质量分数为5％的氢氟酸溶液中浸泡3h，然后过滤，固体用去离子水洗涤得到多孔纳米硅；
2)将100g步骤1)制得的多孔纳米硅添加到60mL质量分数为5％的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，然后向其中加入100ml质量分数为2％的碳纳米管导电剂与N-甲基吡咯烷酮的混合液，混合分散均匀，然后过滤，将固体在氩气惰性气氛下于800℃碳化3h，得到复合材料A；
3)将8g的Li6.7La3Zr1.3Al0.7O12加入100mL异丙醇中，分散均匀，得到质量分数为8％的固体电解质的悬浊液，然后向其中加入100g步骤2)制得的复合材料A、2g乙酸乙酯，分散均匀，得到分散液，将分散液进行喷雾干燥，得到复合材料B；
4)将步骤3)制得的复合材料B转移到管式炉中，向管式炉中通入甲烷混合气，甲烷混合气由甲烷和氨气按照体积比100：3混合而成；
然后以3℃/min的升温速率升温到900℃，保温3h，然后在氩气惰性气氛下，自然降温到室温，粉碎，即得。
本实施例的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液，正极包括正极集流体和设置在正极集流体表面的正极材料层，正极材料层包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，正极活性物质为三元正极材料(NCM532)，正极导电剂为SP，正极粘结剂为LA132，三者的质量比为8.5:1:0.5。负极包括负极集流体和设置在负极集流体表面的负极材料层，负极材料层包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂，负极活性物质为本实施例制得的低膨胀硅基复合负极材料与人造石墨按照质量比1:9的混合材料，负极导电剂为乙炔黑、负极粘结剂为PVDF，三者的质量比为9:0.5:0.5。隔膜为celegard2400隔膜，电解液为浓度为1mol/L的LiPF6溶液，溶剂由体积比为1:1的EC、DEC混合而成)。
实施例2
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为碳层，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的6％。
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将100g粒径为200nm的纳米硅粉添加到1000mL质量分数为1％的氢氟酸溶液中浸泡3h，然后过滤，固体用去离子水洗涤得到多孔纳米硅；
2)将100g步骤1)制得的多孔纳米硅添加到100mL质量分数为1％的3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷的二甲苯溶液中，然后向其中加入100ml质量分数为1％的碳纳米管的N-甲基吡咯烷酮的导电液，混合分散均匀，然后过滤，将固体在氩气惰性气氛下于800℃碳化3h，得到复合材料A；
3)将5g的Li6.5La3Zr1.5Si0.5O12加入500mL环己烷中，分散均匀，得到质量分数为1％的固体电解质溶液，然后向其中加入100g步骤2)制得的复合材料A、1g乙酰丙酮，分散均匀，得到分散液，将分散液进行喷雾干燥，得到复合材料B；
4)将步骤3)制得的复合材料B转移到管式炉中，向管式炉中通入乙炔混合气，乙炔混合气由乙炔和氨气按照体积比100：1混合而成；
然后以1℃/min的升温速率升温到700℃，保温6h，然后在氩气惰性气氛下，自然降温到室温，粉碎，即得。
本实施例的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液，正极包括正极集流体和设置在正极集流体表面的正极材料层，正极材料层包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，正极活性物质为三元正极材料(NCM532)，正极导电剂为SP，正极粘结剂为LA132，三者的质量比为8.5:1:0.5。负极包括负极集流体和设置在负极集流体表面的负极材料层，负极材料层包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂，负极活性物质为本实施例制得的低膨胀硅基复合负极材料与人造石墨按照质量比1:9的混合材料，负极导电剂为乙炔黑、负极粘结剂为PVDF，三者的质量比为9:0.5:0.5。隔膜为celegard2400隔膜，电解液为浓度为1mol/L的LiPF6溶液，溶剂由体积比为1:1的EC、DEC混合而成)。
实施例3
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为碳层，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的12％。
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将100g粒径为500nm的纳米硅粉添加到1000mL质量分数为10％的氢氟酸溶液中浸泡3h，然后过滤，固体用去离子水洗涤得到多孔纳米硅；
2)将100g步骤1)制得的多孔纳米硅添加到50mL质量分数为10％的3-氨丙基二乙氧基硅烷的四氯化碳溶液中，然后向其中加入200mL质量分数为5％的碳纳米管导电剂的N-甲基吡咯烷酮导电液，混合分散均匀，然后过滤，将固体在氩气惰性气氛下于800℃碳化3h，得到复合材料A；
3)将8g的Li6.9La3Zr1.9Ti0.1O12加入80mL丙三醇中，分散均匀，得到质量分数为10％的固体电解质溶液，然后向其中加入100g步骤2)制得的复合材料A、3g十二烷基硫酸钠，分散均匀，得到分散液，将分散液进行喷雾干燥，得到复合材料B；
4)将步骤3)制得的复合材料B转移到管式炉中，向管式炉中通入乙烯混合气，乙烯混合气由乙烯和氨气按照体积比100：5混合而成；
然后以5℃/min的升温速率升温到1100℃，保温1h，然后在氩气惰性气氛下，自然降温到室温，粉碎，即得。
本实施例的锂离子电池同实施例1中的锂离子电池，不同的是采用本实施例制得的低膨胀硅基复合负极材料。
实施例4
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为碳层，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的8.8％。
本实施例的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将100g粒径为100nm的纳米硅粉添加到1000mL质量分数为3％的氢氟酸溶液中浸泡3h，然后过滤，固体用去离子水洗涤，干燥，得到多孔纳米硅；
2)将100g步骤1)制得的多孔纳米硅添加到120mL质量分数为5％的N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的甲苯溶液中，然后向其中加入80mL质量分数为2％的碳纳米管导电剂混合液，混合分散均匀，然后过滤，将固体在氩气惰性气氛下于360℃保温2h，然后再在800℃碳化3h，得到复合材料A；
3)将6g的Li6.5La3Zr1.5Ge0.5O12加入100mL异丙醇中，分散均匀，得到质量分数为6％的固体电解质的混合液，然后向其中加入100g步骤2)制得的复合材料A、2g乙酸乙酯，分散均匀，得到分散液，将分散液进行喷雾干燥，将得到的颗粒加入质量分数为5％的氨水中浸泡1h，然后加入质量分数为15％的硝酸铜溶液中浸泡3h，过滤，干燥，得到复合材料B；
4)将步骤3)制得的复合材料B转移到管式炉中，向管式炉中通入甲烷混合气，甲烷混合气由甲烷和氨气按照体积比100：5混合而成；
然后以7℃/min的升温速率升温到900℃，保温3h，然后在氩气惰性气氛下，自然降温到室温，粉碎，即得。
本实施例的锂离子电池同实施例1中的锂离子电池，不同的是采用本实施例制得的低膨胀硅基复合负极材料。
实施例5
本实施例与实施例4的不同之处在，步骤3)为：将6g的Li6.5La3Zr1.5Ge0.5O12与5g的Li0.5La0.5TiO3的混合物加入100mL异丙醇中，分散均匀，得到质量分数为11％的固体电解质的混合液，然后向其中加入100g步骤2)制得的复合材料A、2g乙酸乙酯，分散均匀，得到分散液，将分散液进行喷雾干燥，得到复合材料B。
其他的与实施例4中的相同。
对比例
本对比例的硅基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将100g粒径为100nm的纳米硅粉添加到500mL质量分数为5％的氢氟酸溶液中浸泡3h，然后过滤，固体用去离子水洗涤得到多孔纳米硅；
2)称取100g步骤1)制得的多孔纳米硅材料，转移到管式炉中，通入甲烷气体，并以3℃/min的升温速率升温到900℃，保温3h，之后在氩气惰性气氛下，自然降温到室温，粉碎，即得。
本对比例的锂离子电池同实施例1。
实验例
1.理化测试
(1)形貌测试
对实施例1中的硅基复合材料进行SEM测试，测试结果如图1所示。
由图1可知，该材料呈现颗粒状结构，且材料颗粒大小分布均匀、合理，并在其颗粒间有无定形碳材料，颗粒粒径介于2-8μm之间。
(2)参照GB/T 38823-2020《硅碳》测试硅基复合材料的比表面积、振实密度、碳含量、微量元素含量(La/Ti/Zr/Ti/Si/Al)，并采用四探针测试仪测试硅基复合材料的电导率。
测试结果如表1所示。
2.电化学性能测试
(1)扣式电池测试
将实施例1-5及对比例中的硅基复合负极材料作为锂离子电池负极材料按照如下方法制备扣式电池，分别记为A1、A2、A3、B1：
在硅基复合材料中添加粘结剂、导电剂及溶剂，进行搅拌制浆，涂覆在铜箔上，经过烘干、碾压制得负极片；所用粘结剂为LA132，导电剂为SP，溶剂为NMP，负极材料、SP、PVDF、NMP的用量比例为95g:1g:4g:220mL；电解液为以LiPF6为电解质的溶液，浓度为1mol/L，其中溶剂为体积比为1:1的EC和DEC的混合物；金属锂片为对电极，隔膜采用聚丙烯(PP)膜。扣式电池装配在充氩气的手套箱中进行。
电化学性能在武汉蓝电CT2001A型电池测试仪上进行，充放电电压范围为0.005V至2.0V，充放电速率为0.1C。
测试结果如表1所示。
表1硅基复合负极材料测试性能
由表1中的数据可以看出，本发明制备出的硅基复合材料的比容量及其首次效率明显优于对比例。其原因可能是：通过在内核多孔纳米硅表面包覆偶联剂，偶联剂在混合后，能够提高原料之间的连接程度，进而将碳源支链固化，进而在碳化后生成更复杂的三维网络结构；固体电解质提供充足的锂离子并降低其不可逆容量损失提升材料的首次效率；同时中间层包覆层材料中含有有机物碳化后形成无定形碳增加碳的含量，并增加材料的振实密度和粉体电导率。
(2)软包电池测试：
将实施例1-5及对比例中的硅基复合材料与人造石墨按照质量比1:9混合后作为负极材料制得负极片，按照实施例中的描述制备出5Ah软包电池，标记为C1、C2、C3、C4、C5、D1。分别测试负极片的吸液保液能力、极片满电反弹性、循环性能。
a.吸液能力测试
采用1mL的滴定管，并吸取电解液VmL，在极片表面滴加一滴，并进行计时，直至电解液吸收完毕，记下时间t，计算极片的吸液速度V/t。
测试结果如表2所示。
b.保液率测试
按照极片参数计算出极片的理论吸液量m1，并称取极片的重量m2，之后将极片放置到电解液中浸泡24h，称取极片的重量为m3，计算出极片吸液量m3-m2，并按照下式计算：保液率＝(m3-m2)*100％/m1。
测试结果如表2所示。
表2极片洗液保液性能测试
从表2可以看出，实施例1-5所得硅复合材料的吸液保液能力明显高于对比例。其原因可能在于：实施例复合材料的比表面较大，提升材料的吸液保液能力。
c.极片满电反弹率测试
首先测试其极片辊压后的厚度为D1，之后将电池满充到100％SOC，之后解刨极片并测试其平均厚度为D2，并按下式计算：反弹率＝(D2-D1)*100％/D1。
测试结果如表3所示。
d.极片电阻率测试
采用电阻率测试仪测试极片的电阻率，测试结果如表3所示。
表3极片电阻及反弹率测试
| 极片满电反弹率(％) | 极片电阻率(mΩ) | |
| 实施例1 | 32.8 | 16.8 |
| 实施例2 | 33.6 | 17.9 |
| 实施例3 | 31.1 | 20.1 |
| 实施例4 | 34.1 | 23.5 |
| 实施例5 | 34.5 | 24.2 |
| 对比例1 | 42.6 | 198.5 |
从表3中数据可以看出，采用实施例1-5所得硅剂复合材料制备的负极满电反弹率和电阻率明显低于对比例，即采用本发明的复合材料制得的负极片具有较低的反弹率和电阻率。其原因可能在于：实施例材料表面包覆有固体电解质束缚材料的膨胀及其偶联剂联结后并碳化形成化学键，降低膨胀；同时实施例材料的极片材料含有电子导电性高的导电剂及其外层掺杂氮原子降低其材料的电子导电率。
e.循环性能测试
以充放电倍率为0.5C/1C、电压范围为2.5V-4.2V，在温度25±3℃下测试电池的循环性能。
测试结果如表4所示。
f.倍率性能测试
以2C的倍率进行恒流和恒压进行充电，之后计算出电池的恒流比。
测试结果如表4所示。
表4电化学性能测试
| 电池 | 循环500次容量保持率(％) | 2C恒流比 |
| C1 | 94.62 | 85.7％ |
| C2 | 93.78 | 85.1％ |
| C3 | 94.69 | 84.9％ |
| C4 | 94.02 | 84.2％ |
| C5 | 93.89 | 83.9％ |
| D1 | 86.55 | 81.7％ |
由表4可以看出，本发明的硅基复合材料制得的电池的循环性能明显优于对比例，其原因可能为：本发明的硅基复合材料制得的极片具有较低的膨胀率，在充放电过程中极片的结构更加稳定，提高了其循环性能。另外，本发明的硅碳复合材料表面包覆的固体电解质及其掺杂氮的无定形碳具有致密度高、结构稳定性强的特性，也提升其循环性能。同时由于材料包覆层含有锂离子导电率高的固体电解质，提升材料的快充性能。
Claims (10)
1.一种低膨胀硅基复合负极材料，其特征在于，包括内核以及包覆在内核上的外壳，外壳包括由内向外依次设置的内包覆层、中包覆层、外包覆层，内包覆层为无定型碳层A，中包覆层为固体电解质层，外包覆层为无定型碳层B，外壳的质量占低膨胀硅基复合负极材料质量的5-15％。
2.一种低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将硅粉在氢氟酸中浸泡2-5h，固液分离，得多孔硅；
2)将步骤1)得到的多孔硅与硅烷偶联剂、碳纳米管在有机溶剂A中混合均匀，然后进行碳化处理，得到复合材料A；所述碳化处理是在惰性气氛中于750-800℃保温3-5h；
3)将步骤2)得到的复合材料A、分散剂、固体电解质在有机溶剂B中分散均匀，然后喷雾干燥，得到复合材料B；
4)将步骤3)得到的复合材料B在碳源混合气体中于700-1100℃保温1-6h，然后在惰性气氛下降温，即得；所述碳源混合气体由甲烷、乙烯、乙炔中的至少一种与氨气按照体积比100:1-10混合而成。
3.根据权利要求2所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中硅粉的粒径为100-500nm。
4.根据权利要求2所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中多孔硅、硅烷偶联剂、导电剂的质量比为100：1-5：0.5-2。
5.根据权利要求4所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基二乙氧基硅烷、氨基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中的复合材料A、分散剂、固体电解质的质量比为100:1-3:5-10。
7.根据权利要求6所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，固体电解质包括Lix+5La3Zr2-yAyO12，其中，A为Al、Ta、Ti、V、Si、Ge、Sn中的至少一种，1.5＜x＜2，0＜y＜1.0。
8.根据权利要求7所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中将复合材料A、分散剂、固体电解质在有机溶剂中分散均匀是将复合材料A、分散剂加入固体电解质的有机溶液中；固体电解质的有机溶液的质量分数为1-10％。
9.根据权利要求2所述的低膨胀硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中以1-10℃/min升温至700-1100℃保温。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液，其特征在于，所述负极包括负极集流体和设置在负极集流体表面的负极材料层，负极材料层包括负极活性物质，所述负极活性物质为权利要求1中的低膨胀硅基复合负极材料。
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Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015148635A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Indiana University Research And Technology Corporation | Novel carbonized polyaniline-grafted silicon nanoparticles encapsulated in graphene sheets for li-ion battery anodes |
| CN106898738A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 华为技术有限公司 | 一种锂离子二次电池负极活性材料及制备方法、锂离子二次电池负极极片和锂离子二次电池 |
| CN108063232A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-22 | 徐军红 | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN109638229A (zh) * | 2017-10-09 | 2019-04-16 | 珠海市三顺纳米新材料有限公司 | 硅碳复合负极材料及其制备方法和锂离子电池 |
| CN110518226A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-29 | 石家庄尚太科技有限公司 | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN210079745U (zh) * | 2019-05-28 | 2020-02-18 | 陕西君和聚源科技有限公司 | 石墨粉料生产用粉碎装置 |
| CN111164804A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-15 | 上海杉杉科技有限公司 | 硅基负极材料及其制备方法，锂离子电池 |
| CN111668449A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-15 | 广州市豪越新能源设备有限公司 | 一种锂离子电池用硅复合负极材料及其制备方法 |
| CN112002883A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-27 | 珠海冠宇动力电池有限公司 | 一种负极活性物质用硅基复合材料及负极片和锂离子电池 |
| CN112467115A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 湖南中科星城石墨有限公司 | 一种硅碳复合材料及其制备方法、锂电池负极 |
| CN112687867A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-20 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 复合负极材料、其制备方法和锂离子电池 |
| CN113540423A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-22 | 洛阳月星新能源科技有限公司 | 一种高稳定性硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN113745489A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-03 | 河北坤天新能源科技有限公司 | 一种低膨胀硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN114400312A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-26 | 格龙新材料科技(常州)有限公司 | 一种低膨胀硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN114730883A (zh) * | 2021-09-15 | 2022-07-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种负极复合材料及其应用 |
-
2022
- 2022-07-11 CN CN202210811413.2A patent/CN115020710A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015148635A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Indiana University Research And Technology Corporation | Novel carbonized polyaniline-grafted silicon nanoparticles encapsulated in graphene sheets for li-ion battery anodes |
| CN106898738A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 华为技术有限公司 | 一种锂离子二次电池负极活性材料及制备方法、锂离子二次电池负极极片和锂离子二次电池 |
| CN109638229A (zh) * | 2017-10-09 | 2019-04-16 | 珠海市三顺纳米新材料有限公司 | 硅碳复合负极材料及其制备方法和锂离子电池 |
| CN108063232A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-22 | 徐军红 | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN210079745U (zh) * | 2019-05-28 | 2020-02-18 | 陕西君和聚源科技有限公司 | 石墨粉料生产用粉碎装置 |
| CN110518226A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-29 | 石家庄尚太科技有限公司 | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN111164804A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-15 | 上海杉杉科技有限公司 | 硅基负极材料及其制备方法，锂离子电池 |
| CN111668449A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-15 | 广州市豪越新能源设备有限公司 | 一种锂离子电池用硅复合负极材料及其制备方法 |
| CN112002883A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-27 | 珠海冠宇动力电池有限公司 | 一种负极活性物质用硅基复合材料及负极片和锂离子电池 |
| CN112467115A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 湖南中科星城石墨有限公司 | 一种硅碳复合材料及其制备方法、锂电池负极 |
| CN112687867A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-20 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 复合负极材料、其制备方法和锂离子电池 |
| CN113540423A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-22 | 洛阳月星新能源科技有限公司 | 一种高稳定性硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN113745489A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-03 | 河北坤天新能源科技有限公司 | 一种低膨胀硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN114730883A (zh) * | 2021-09-15 | 2022-07-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种负极复合材料及其应用 |
| CN114400312A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-26 | 格龙新材料科技(常州)有限公司 | 一种低膨胀硅碳复合负极材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张悦等: "锂离子电池和壳结构硅基负极材料的研究进展", 《硅酸盐通报》, vol. 37, no. 5, pages 1615 - 1624 * |
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