CN116609367A - 目标硅负极材料的遴选方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种目标硅负极材料的遴选方法及应用，方法包括：依次对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征；当所述晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布和颗粒内部形貌均符合预设条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。通过层层递进的表征和判断方法，可以遴选得到晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌均符合特定要求的目标硅负极材料，这类材料具有较高的克容量和高首次效率，将其用于锂离子电池时，电池具有高能量密度、良好的循环稳定性、高容量保持率及较低的满电膨胀率。

Description

目标硅负极材料的遴选方法及应用
技术领域
本申请涉及材料遴选技术领域，尤其涉及一种目标硅负极材料的遴选方法及应用。
背景技术
近年来，随着锂离子电池应用领域的不断增加，传统的人造石墨负极材料已不能满足市场上对高能量密度锂离子电池负极材料的需求。
硅负极材料的结构具有特殊性，只有具有特定结构的硅负极材料才具有高能量密度及良好的循环稳定性，才适合在锂离子电池中使用。但是，目前市场上的硅负极材料由于制备工艺的不同，导致其结构千差万别，由于不同结构的材料其性能差异很大，以致目前市场上的硅负极材料性能差异较大。
对电池厂家来说，由于无法精准遴选出具有特定结构的硅负极材料，以致其无法精准判断哪些硅负极材料适合制备锂电池，哪些硅负极材料不适合制备锂电池，这也极大地限制了硅负极材料在锂离子电池领域的应用。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种目标硅负极材料的遴选方法及应用。
基于上述目的，本申请第一方面提供了一种目标硅负极材料的遴选方法，包括：
依次对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征；
当所述晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布和颗粒内部形貌均符合预设条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
可选地，所述预设条件包括：预设谱图条件、预设形貌条件、预设截面元素分布条件、预设内部元素分布条件和预设内部形貌条件；
所述方法包括：
对待遴选硅负极材料的晶型进行表征，得到晶型表征图；
当所述晶型表征图符合预设谱图条件时，则对待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到颗粒形貌图；
当所述颗粒形貌图符合预设形貌条件时，则对待遴选硅负极材料的截面元素分布进行表征，得到截面元素分布能谱图；
当所述截面元素分布能谱图符合预设截面元素分布条件时，则对待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图；
当所述颗粒内部元素分布能谱图符合预设内部元素分布条件，且所述内部形貌图符合预设内部形貌条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
可选地，所述晶型表征图为X射线谱图；所述预设谱图条件为：X射线谱图中，横坐标为28.4°位置处出现非对称馒头特征峰，且在26.2°位置出现非对称馒头特征峰。
可选地，所述对待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到颗粒形貌图，包括：
在背散模式下，使用SEM对所述待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到所述颗粒形貌图。
可选地，所述预设形貌条件为：颗粒形貌图中颗粒形貌为紧密且不规则的几何颗粒，且颗粒亮度均匀。
可选地，所述对待遴选硅负极材料的截面元素分布进行表征，得到截面元素分布能谱图，包括：
采用FIB双束系统对所述待遴选硅负极材料进行切削，暴露其内部截面；
使用EDS表征该内部截面的元素分布，得到所述截面元素分布能谱图。
可选地，所述预设截面元素分布条件为：截面元素分布能谱图中包含硅、碳和氧三种元素且硅、碳和氧三种元素均匀分布。
可选地，所述对待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图，包括：
依据预设选取规则，选取所述待遴选硅负极材料的目标颗粒；
采用FIB双束系统对所述目标颗粒进行双向切削，制得目标薄片；
采用透射电镜对所述目标薄片进行原位透射电镜表征，得到内部形貌图；
采用EDS对所述目标薄片的元素分布进行表征，得到所述颗粒内部元素分布能谱图。
可选地，所述预设内部元素分布条件为：所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比为0.9~1.1：1；和/或，所述内部形貌条件为：内部晶格形貌呈纳米尺度的无序状。
本申请第二方面提供了一种上述第一方面任一项方法遴选出的目标硅负极材料在电池中的应用。
从上面所述可以看出，本申请提供的目标硅负极材料的遴选方法及应用，通过依次对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，并判断其是否符合预设条件，当其均符合预设条件时，确定该待遴选的硅负极材料为目标硅负极材料，如此采用层层递进的判断方式，对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行逐级判断，使得最终遴选得到晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌均符合特定要求的目标硅负极材料，这类材料具有较高的克容量和高首次效率，将其用于锂离子电池时，电池具有高能量密度、良好的循环稳定性、高容量保持率及较低的满电膨胀率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1中各硅负极材料样品的XRD图，图中横坐标是x射线的入射角度的两倍，纵坐标是衍射后的强度；
图2a是本申请实施例1中样品a的SEM图；
图2b是本申请实施例1中样品b的SEM图；
图3a是本申请实施例1中样品a的内部截面的EDS图；
图3b是本申请实施例1中样品b的内部截面的EDS图；
图4是本申请实施例1中样品b的目标颗粒的内部结构的TEM图；
图5是本申请实施例1中样品b的目标颗粒的内部结构的EDS图；
图6是本申请一实施例提供的目标硅负极材料的遴选方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
硅负极材料的理论克容量为4200mAh/g，其理论克容量是石墨材料的十倍。同时，硅负极材料还具有脱锂电位相对较低（0.4V）、环境友好、资源丰富等优点，故被认为是非常具有潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料。
目前硅负极材料在实际应用过程中存在较多问题，问题根源则主要在于硅负极材料的结构千差万别，其性能差异也很大。这是因为，硅负极生产和研发企业的设计思路和制成能力存在较大的差别，以致市场上的硅负极材料的结构及性能差异很大。
对电池厂家来说，由于无法精准遴选出具有特定结构的硅负极材料，以致其无法精准判断哪些硅负极材料适合制备锂电池，哪些硅负极材料不适合制备锂电池，这也极大地限制了硅负极材料在锂离子电池领域的应用。
因此，如何精准遴选出具有特定结构的硅负极材料是亟需要解决的问题。
发明人研究发现，只有具有特定的无定形碳骨架复合无定形纳米硅的硅负极材料才是最适合用于锂离子电池的负极材料，这类结构的硅负极材料，粒径分布均一、形貌为密实不规则的几何颗粒，硅原子和碳原子的比例接近1：1，并且硅和碳呈现纳米尺度的均匀结合，这类具有特定结构的硅负极材料具有较高的克容量和高首次效率，可以制备成具有高容量、高能量密度、良好的循环稳定性、高容量保持率及较低的满电膨胀率的锂离子电池。
基于此，参见图6，本申请提供了一种目标硅负极材料的遴选方法，包括：
步骤S1、依次对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征；
步骤S2、当所述晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布和颗粒内部形貌均符合预设条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
具体地，硅负极材料（也称为硅碳负极材料）是硅与碳在纳米尺度上均一结合形成的材料，硅负极材料利于抑制硅的膨胀效应，具有良好的循环稳定性。
本申请中，依次对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，这是一个层层递进的表征和判断的过程，这个依次判断的次序是最优的次序，既可以准确地遴选到所需特定结构的目标硅负极材料，又可以避免在遴选过程中进行一些不必要的表征步骤。
首先对晶型进行表征，这是对材料基本晶型结构的判断，必须在确保晶型结构符合预设条件后，才能进行后续颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌的表征，如果基本晶型结构不符合预设条件，即使颗粒形貌、截面元素分布等均符合预设条件，那么也遴选不到符合需求的目标硅负极材料。因此，必须在确保晶型结构符合预设条件后，再对颗粒形貌进行表征。
颗粒形貌代表的是材料颗粒的整体形貌，因此必须在确保整体颗粒形貌符合预设条件后，才能进行后续截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，如果整体形貌不符合需求，那么即使截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌都符合预设条件，那么也遴选不到符合需求的目标硅负极材料。因此，必须在确保整体颗粒形貌符合预设条件后，再依次对截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征。
然后继续对截面元素分布进行定性表征，最后再对内部元素的情况（即颗粒内部元素分布和颗粒内部形貌）进行定量表征，符合先定性后定量的试验规则，可以在确保截面元素分布符合预设条件后，再进行后续定量表征，提升遴选方法的准确性。若截面元素分布不符合预设条件，则无需进行后续定量表征，确保每一遴选步骤都是有效且必须的。若截面元素分布不符合预设条件，那么就无需进行后续详细的定量分析判断步骤，可以节约遴选材料的时间及成本，避免执行多余的步骤。
本申请通过采用层层递进的判断方式，对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行逐级判断，可以精准地遴选得到晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌均符合特定要求的目标硅负极材料，该目标硅负极材料具有较高的克容量和高首次效率，将其用于锂离子电池时，电池具有高能量密度、良好的循环稳定性、高容量保持率及较低的满电膨胀率。同时，一旦某一步骤不符合预设要求，则不再继续进行后续步骤，可以节约遴选材料的时间及成本。
在一些实施例中，所述目标硅负极材料的遴选方法，包括：
步骤S100、对待遴选硅负极材料的晶型进行表征，得到晶型表征图；
步骤S200、当所述晶型表征图符合预设谱图条件时，则对待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到颗粒形貌图；
步骤S300、当所述颗粒形貌图符合预设形貌条件时，则对待遴选硅负极材料的截面元素分布进行表征，得到截面元素分布能谱图；
步骤S400、当所述截面元素分布能谱图符合预设截面元素分布条件时，则对待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图；
步骤S500、当所述颗粒内部元素分布能谱图符合预设内部元素分布条件，且所述内部形貌图符合预设内部形貌条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
具体地，可以使用X射线衍射仪对待遴选硅负极材料的晶型进行表征，得到的晶型表征图即为X射线谱图。X射线谱图可以反应待遴选硅负极材料的整体晶型结构，本申请中，首先通过判断待遴选硅负极材料的X射线谱图是否符合预设谱图条件来判断待遴选硅负极材料的整体结构是否符合目标需求。当确定待遴选硅负极材料的X射线谱图符合预设谱图条件时，确定该待遴选硅负极材料的整体晶型结构符合目标需求，可以进行后续判断步骤。当确定待遴选硅负极材料的X射线谱图不符合预设谱图条件时，确定该待遴选硅负极材料的整体结构不符合目标需求，无需进行后续判断步骤。
所述预设谱图条件为预设的判断硅负极材料是否为无定形结构的判断条件，当所述X射线谱图符合该预设谱图条件时，证明该待遴选硅负极材料为无定形结构。相较于常见的晶体硅结构的硅负极材料来说，无定形结构的硅负极材料作为锂离子电池负极材料使用时性能更加优异。
在确定所述X射线谱图符合预设谱图条件后，则对待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到颗粒形貌图。具体地，可以在背散模式下，使用SEM（scanning electronmicroscope、扫描电子显微镜）对所述待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到所述颗粒形貌图。
具体地，背散模式指的是：背散射电子是入射电子，经样品中原子核的散射而产生，其产额与样品的原子序数呈单调递增关系，因此，背散射图像能反映样品观察区域的轻、重元素的分布，例如硅的原子序数要大于碳，那么在背散射模式下，硅元素会比碳元素偏亮。
本申请中，在SEM背散模式下对所述待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到的颗粒形貌图可以初步反应待遴选硅负极材料中轻重元素的分布及颗粒的形貌。通过判断所述颗粒形貌图是否符合预设形貌条件（所述预设形貌条件为依据实际测试经验预设的颗粒形貌及元素分布需要满足的条件），可以从整体上初步判断待遴选硅负极材料的颗粒形貌及元素分布是否符合目标需求，若符合，则初步确定待遴选硅负极材料的颗粒形貌及元素分布符合目标需求，则可以继续进行后续定性及定量分析，若不符合，则无需进行后续详细的定性及定量分析判断步骤，可以节约遴选材料的时间及成本。
当确定颗粒形貌图符合预设形貌条件后，此时已经从整体结构的层面上确定待遴选硅负极材料的基本晶型结构、基本元素分布及颗粒形貌符合目标需求，那么，接下来需要进一步对该待遴选硅负极材料的内部结构继续进行判断。
在确定颗粒形貌图符合预设形貌条件后，对待遴选硅负极材料的截面元素分布进行表征，得到截面元素分布能谱图，具体地，可通过如下步骤来得到截面元素分布能谱图：
步骤S310、采用FIB（Focused Ion Beam、聚焦离子束）双束系统对所述待遴选硅负极材料进行切削，暴露其内部截面；
步骤S320、使用SEM中的EDS（Energy Dispersive Spectrometer、能谱仪）表征该内部截面的元素分布，得到所述截面元素分布能谱图。
具体地，本步骤中，对待遴选硅负极材料的内部截面的元素分布情况进行分析，由于对内部截面分析时可能会有杂质元素的干扰，且不同的内部截面上元素分布可能会有不同，因此本步骤为对内部截面的元素分布情况进行定性分析。首先，采用FIB双束系统对所述待遴选硅负极材料进行切削，暴露其内部截面，然后使用EDS表征该内部截面的元素分布，得到所述截面元素分布能谱图。截面元素分布能谱图可以定性地表示出待遴选硅负极材料内部截面的元素分布情况。
当所述截面元素分布能谱图符合预设截面元素分布条件时（所述预设截面元素分布条件为依据实际测试经验预设的截面元素分布需要满足的条件），说明待遴选硅负极材料的内部截面分布情况符合目标需求，需要进行后续定量分析。当所述截面元素分布能谱图不符合预设截面元素分布条件时，说明待遴选硅负极材料的内部截面分布情况不符合目标需求，无需后续定量分析，节约遴选材料的时间及成本。
在确定所述截面元素分布能谱图符合预设截面元素分布条件后，需要继续对硅负极材料代表性单一颗粒的内部晶格结构和元素分布情况进行定量表征，因此继续对待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图，具体地，可以按照如下步骤得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图：
步骤S410、依据预设选取规则，选取所述待遴选硅负极材料的目标颗粒；
步骤S420、采用FIB双束系统对所述目标颗粒进行双向切削，制得目标薄片；
步骤S430、采用透射电镜对所述目标薄片进行原位透射电镜表征，得到所述内部形貌图；
步骤S440、采用EDS对所述目标薄片的元素分布进行表征，得到所述颗粒内部元素分布能谱图。
具体地，首先依据预设选取规则，选取所述待遴选硅负极材料的目标颗粒。所述目标颗粒可以为具有代表性的单一颗粒，也可以为具有代表性的多个颗粒。具体实施时，可以依据实际需要及预设规则选择不同的目标颗粒。
所述预设选取规则为预设的选取可以代表硅负极材料的目标颗粒的规则或条件，例如，本实施例中，可以选取内部截面中位于中心位置的单一颗粒作为目标颗粒，也可以选择内部截面中颗粒分布不够均一的位置处的多个颗粒作为目标颗粒，以进一步判断目标颗粒的内部结构是否符合目标需求。
选取目标颗粒后，采用FIB双束系统对所述目标颗粒进行双向切削减薄，制得几十纳米厚度的目标薄片。将制得的目标薄片转移至透射电镜系统中进行原位电化学透射电镜表征，得到所述内部形貌图。内部形貌图可以反应目标颗粒内部的晶格条纹结构。
然后采用EDS对所述目标薄片的元素分布进行表征，得到所述颗粒内部元素分布能谱图。由于本次表征的目标对象为单一的目标颗粒，因此几乎不存在杂质元素的影响，本次采用EDS对所述目标薄片的元素分布进行准确地定量分析，得到的颗粒内部元素分布能谱图可以准确地反应目标颗粒的颗粒内部元素分布，进而可以代表整个待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布。
值得注意的是，当所述目标颗粒为具有代表性的多个颗粒时，需要分别对选取的多个颗粒进行表征，得到多个内部形貌图和多个颗粒内部元素分布能谱图，当多个不同颗粒的颗粒内部元素分布能谱图均符合预设内部元素分布条件，且所述内部形貌图均符合预设内部形貌条件时，则确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。当目标颗粒为多个时，多个颗粒可以更好地反应待遴选硅负极材料的内部结构，可以代表整个待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布。
当所述颗粒内部元素分布能谱图符合预设内部元素分布条件时（所述预设内部元素分布条件为依据实际测试经验预先设定的颗粒内部元素分布需要满足的条件），说明目标颗粒的颗粒内部元素分布情况符合目标需求，由于目标颗粒是依据预设规则选取的，其可以代表整个待遴选硅负极材料，因此，当目标颗粒的颗粒内部元素分布情况符合目标需求时，说明整个待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布情况符合目标需求。
当所述内部形貌图符合预设内部形貌条件时（所述预设内部形貌条件为依据实际测试经验预先设定的内部形貌需要满足的条件），说明目标颗粒的内部形貌情况符合目标需求，由于目标颗粒是依据预设规则选取的，其可以代表整个待遴选硅负极材料，因此，当目标颗粒的内部形貌情况符合目标需求时，说明整个待遴选硅负极材料的内部形貌情况符合目标需求。
当确定所述颗粒内部元素分布能谱图符合预设内部元素分布条件，且所述内部形貌图符合预设内部形貌条件时，即从定量的角度确定了待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布符合目标需求，且单一颗粒的内部形貌也符合目标需求，此时最终确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
本申请中，首先通过对待遴选硅负极材料的X射线谱图及颗粒形貌图进行判断，从整体结构及形貌上初步对待遴选硅负极材料进行判断，确定其是否符合目标需求。当其整体结构及形貌符合目标需求时，再通过对截面元素分布能谱图进行判断，可以进一步在截面的层面对待遴选硅负极材料进行定性判断，确定其是否符合目标需求。当其截面的元素分布符合定性的目标需求时，再进一步通过对颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图进行判断，可以更进一步地对代表性颗粒的内部形貌及颗粒内部元素分布进行定量判断。当其内部形貌及颗粒内部元素分布符合定量的目标需求时，完成了从整体结构到截面再到颗粒内部的逐层表征，最终确定待遴选的硅负极材料为目标硅负极材料。
通过采用层层递进的判断方式，对待遴选硅负极材料的整体结构、形貌、截面元素分布情况、颗粒内部元素分布情况及内部形貌进行逐级判断，可以精准地遴选得到整体结构、形貌、截面元素分布情况、颗粒内部元素分布情况及内部形貌均符合特定要求的目标硅负极材料，该目标硅负极材料具有较高的克容量和高首次效率，将其用于锂离子电池时，电池具有高能量密度、良好的循环稳定性、高容量保持率及较低的满电膨胀率。同时，一旦某一步骤不符合预设要求，则不再继续进行后续步骤，可以节约遴选材料的时间及成本。
在一些实施例中，所述预设谱图条件为：X射线谱图中，横坐标为28.4°位置处出现非对称馒头特征峰，且在26.2°位置出现非对称馒头特征峰。
具体地，所述非对称馒头特征峰指的是该特征峰为非对称结构，且该特征峰的顶部为圆弧状，不是尖锐的特征峰。
本实施例中，当X射线谱图中横坐标为28.4°位置处出现非对称馒头特征峰时，说明该待遴选硅负极材料不是晶体硅结构（晶体硅的特征峰为在28.4°位置处出现对称尖锐的特征峰）。当X射线谱图中在26.2°位置出现非对称馒头特征峰时，说明该待遴选硅负极材料为无定形碳，而不是类石墨晶体（类石墨晶体在26.2°位置处出现对称尖锐的特征峰），当所述X射线谱图符合该预设谱图条件时，证明该待遴选硅负极材料为无定形结构。
本申请中，通过对X射线谱图的判断条件进行优化，可以精准地判断待遴选硅负极材料的整体晶型结构是否符合条件，最终得到适用于电池且性能优异的无定形结构的硅负极材料，无定形结构的硅负极材料在电池中应用时，性能优异，表现为满电膨胀小，循环稳定性好。
在一些实施例中，所述预设形貌条件为：颗粒形貌图中颗粒形貌为紧密且不规则的几何颗粒，且颗粒亮度均匀。
具体地，颗粒形貌图中颗粒形貌为紧密且不规则的几何颗粒，当用于电池负极材料时，颗粒形貌为紧密且不规则的硅负极材料的循环稳定性更好。
颗粒形貌图中颗粒亮度均匀说明待遴选硅负极材料中各元素分布较为均一，元素组成基本相同。当用于电池负极材料时，元素分布均一且组成均匀的硅负极材料有利于提高电池的能量密度。
在一些实施例中，所述预设截面元素分布条件为：截面元素分布能谱图中包含硅、碳和氧三种元素且硅、碳和氧三种元素均匀分布。
具体地，当截面元素分布能谱图中包含硅、碳和氧三种元素且硅、碳和氧三种元素均匀分布时，说明待遴选硅负极材料中三种元素均匀分布，没有出现硅原子或者碳原子的团簇或集中。当作为电池负极材料使用时，硅、碳和氧三种元素均匀分布的硅负极材料有利于提高电池的能量密度。
在一些实施例中，所述预设内部元素分布条件为：所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比为0.9~1.1：1。
具体地，所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比为0.9~1.1：1时，遴选出的硅负极材料用于电池时，具有较高的能量密度和较高容量保持率。优选地，所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比为0.95~1.05：1时，遴选出的硅负极材料用于电池时，具有极高的能量密度和极高容量保持率，非常适合用于电池。
当所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比小于0.9：1时，硅含量太少，会导致遴选出的硅负极材料的克容量较小，当其用于电池时会导致电池的能量密度较小。当所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比大于1.1：1时，硅含量太多，会导致遴选出的硅负极材料的体积膨胀不容易控制，不宜用在电池中。
示例性地，所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比可以为0.9：1、0.91：1、0.92：1、0.93：1、0.94：1、0.95：1、0.96：1、0.97：1、0.98：1、0.99：1、1.0：1、1.01：1、1.02：1、1.03：1、1.04：1、1.05：1、1.06：1、1.07：1、1.08：1、1.09：1、1.1：1等。
在一些实施例中，所述内部形貌条件为：内部晶格形貌呈纳米尺度的无序状。无序状即为内部没有出现规则的长条状，呈现杂乱无序的结构。当内部形貌为无序状时，与X射线谱图的初步表征结果一致，均说明待遴选硅负极材料为无定形结构。
本申请第二方面提供了一种上述第一方面任一项方法遴选出的目标硅负极材料在电池中的应用。
将本申请遴选出的目标硅负极材料用在电池中时，电池具有高能量密度、良好的循环稳定性、高容量保持率及较低的满电膨胀率。
以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
实施例1
一种目标硅负极材料的遴选方法及应用，包括如下步骤：
步骤1、三种商用硅负极材料样品a、b和c，首先采用X射线衍射法确认其整体晶型结构。图1是三种硅负极材料样品的XRD谱图，图1中，硅负极材料样品a和b整体晶型结构均为无定形结构，其XRD图谱中横坐标为28.4°位置处出现非对称馒头特征峰，且在26.2°位置出现非对称馒头特征峰，没有出现晶体硅的特征峰和类石墨晶体的特征峰，说明样品a和b是典型的无定形碳复合无定形硅的新型硅碳材料，无定形结构的硅负极材料在电池中应用时，性能优异，表现为满电膨胀小，循环稳定性好。样品a和样品b的X射线谱图符合预设谱图条件，继续进行后续测试。
而样品c在28.4°出现明显的硅晶特征峰，该特征峰强度大、尖锐且对称性好，同时也未发现类石墨晶体的特征峰，说明样品c的硅晶晶体结构发达，属于晶体硅结构。晶体硅结构的样品c，相比样品a和样品b硅晶尺度更大，不利于硅负极材料的性能发挥，所以样品c不再进行进一步结构测试。
步骤2、采用SEM背散模式对样品a和样品b的整体形貌结构和元素组成等信息做进一步测试。图2a、图2b分别是样品a和样品b的SEM图。由图2a和图2b可知，样品a和样品b的颗粒均是无规则几何形状的颗粒，粒径约为1~20微米。样品a相比样品b呈现出较多明暗差异较大的不同颗粒，这说明样品a中颗粒的元素组成不均一，颜色偏暗的颗粒与颜色偏亮的颗粒元素组成不同。而样品b的颗粒明暗程度相对较均一，元素组成基本相同，仅有极个别颗粒颜色偏暗。原则上样品a不再进行进一步结果测试，为了对比说明，将样品a和样品b同时进行步骤3。
步骤3、首先采用FIB双束系统对样品a和样品b的硅负极材料进行切削，爆露出其内部截面，然后使用SEM中EDS表征硅负极材料的内部截面元素分布信息，确认内部截面元素分布情况。该阶段的元素分布为定性或半定量分析，需要看到硅碳颗粒数较多，颗粒在样品台视野中排布不紧密，不平整会有非硅碳材料之外的元素干扰，所以更多的是定性来看各颗粒整体元素分布情况，硅和碳呈现你中有我，我中有你的分布形式，而非某些颗粒都是红色的碳。
图3a和图3b分别是样品a和样品b的内部截面的EDS图，样品a颜色偏亮的颗粒中主要元素组成为硅、碳和氧元素，各元素分布较均匀，但存在部分颗粒（颜色偏暗的颗粒）呈现硅元素含量极少，主要为碳元素和氧元素的情况，所以进一步确认样品a部分颗粒的元素分布存在明显差异，整体表现为元素分布不均一的情况。而样品b颜色偏亮的颗粒与样品a相同，主要元素组成为硅、碳和氧元素，各元素分布较均匀，仅有极个别颗粒（颜色偏暗的颗粒）呈现硅元素含量极少，主要为碳元素和氧元素的情况。因此对样品a不再进行步骤4，仅对样品b进行步骤4。
步骤4、确认内部元素定性分布情况后，需进一步对硅负极材料代表性单一颗粒（即目标颗粒）的内部晶格结构和元素分布情况进行定量表征。通过FIB双束系统（对目标颗粒进行双向切削减薄，制得几十纳米厚度的硅碳薄片），将制得的硅碳薄片转移至透射电镜系统进行原位电化学透射电镜表征目标颗粒的内部晶格条纹结构，采用EDS定量确认目标颗粒的内部元素组成。
图4是样品b目标颗粒的内部结构的TEM图，由图4可知，样品b呈现纳米尺度无序状，是典型的无定形结构，这与XRD谱图反馈的结果相印证。
图5是样品b目标颗粒的内部结构的EDS图，由图5可知，样品b元素组成为硅、碳和氧，各元素分布非常均匀，也呈现出典型的无定形结构分布。硅、碳和氧的原子比为48.96：47.12：3.92。经过这一步定量分析，确定样品b的硅负极材料符合目标需求，为最终遴选出的目标硅负极材料。
将遴选出的硅负极材料样品b在体系中进行应用测试，同时对比测试样品a和样品c。采用纽扣式半电池，测试各样品的克容量和首次效率。测试温度：25ºC±2ºC；电压范围：0.005-2V；充放电电流：0.1C/0.1C。
应用测试采用软包全电池中测试其满电膨胀和循环稳定性。
软包全电池中正极片的制作方法如下：正极活性材料为磷酸铁锂，正极活性材料、导电剂和粘结剂按照一定质量比制成正极浆料，涂在规格为13+2μm涂炭铝箔上；
软包全电池中负极片制备方法：负极活性材料为硅负极材料和人造石墨材料，硅负极材料与人造石墨的质量比为1：9，负极活性材料、导电剂和粘结剂按照一定质量比制成负极浆料，涂在规格为6μm铜箔上。
隔膜为聚乙烯隔膜，电解液为硅负极材料专用电解液。
将上述正极片、负极片、隔膜、电解液组装成软包全电池。将电芯置于恒温箱中，在45℃下以1.0 C倍率在2.5-3.65V进行循环测试。测试结果见下表1所示。
表1 各样品测试结果列表
样品 克容量（mAh/g） 首次效率（%） 极片满电膨胀率（%） 高温45℃循环50次容量保持率（%）
样品a 1838.2 93.7 38.1 98.3
样品b 1970.2 94.6 34.5 98.5
样品c 1873.1 90.9 45.2 98.0
综上可知，经过本申请的遴选方法遴选出的样品b是典型的无定形碳和无定形硅纳米复合结构，硅和碳元素分布呈现纳米尺度的均匀分布，而且应用测试结果显示，样品b相比样品a和样品c具有较高的克容量（1970.2 mAh/g）和首次效率（94.6%），同时其满电膨胀率（34.5%）也是最低的，相比样品c降低10.7%，高温45℃循环50次的容量保持率为98.5%，高于样品b和样品c，即遴选出的样品b比样品a和样品c更适用于作为电池的负极材料使用。
本申请所述的目标硅负极材料的遴选方法，可以精准判定硅负极材料的晶型结构和元素分布情况，为遴选适合体系需求的硅负极材料提供较佳的分析数据，有利于指导硅负极材料机理研究及产业化应用。本申请解决了硅负极材料结构难以准确把握的问题，采用FIB双束系统结合原位电化学透射电镜和EDS的方法，获得高质量的硅负极材料结构信息。通过本申请可以准确遴选出合适的目标硅负极材料，排除了不符合要求的硅负极材料，大大提高了硅负极材料的应用开发效率。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种目标硅负极材料的遴选方法，其特征在于，包括：
依次对待遴选硅负极材料的晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征；
当所述晶型、颗粒形貌、截面元素分布、颗粒内部元素分布和颗粒内部形貌均符合预设条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：预设谱图条件、预设形貌条件、预设截面元素分布条件、预设内部元素分布条件和预设内部形貌条件；
所述方法包括：
对待遴选硅负极材料的晶型进行表征，得到晶型表征图；
当所述晶型表征图符合预设谱图条件时，则对待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到颗粒形貌图；
当所述颗粒形貌图符合预设形貌条件时，则对待遴选硅负极材料的截面元素分布进行表征，得到截面元素分布能谱图；
当所述截面元素分布能谱图符合预设截面元素分布条件时，则对待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图；
当所述颗粒内部元素分布能谱图符合预设内部元素分布条件，且所述内部形貌图符合预设内部形貌条件时，确定所述待遴选硅负极材料为目标硅负极材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶型表征图为X射线谱图；所述预设谱图条件为：X射线谱图中，横坐标为28.4°位置处出现非对称馒头特征峰，且在26.2°位置出现非对称馒头特征峰。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到颗粒形貌图，包括：
在背散模式下，使用SEM对所述待遴选硅负极材料的颗粒形貌进行表征，得到所述颗粒形貌图。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设形貌条件为：颗粒形貌图中颗粒形貌为紧密且不规则的几何颗粒，且颗粒亮度均匀。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对待遴选硅负极材料的截面元素分布进行表征，得到截面元素分布能谱图，包括：
采用FIB双束系统对所述待遴选硅负极材料进行切削，暴露其内部截面；
使用EDS表征该内部截面的元素分布，得到所述截面元素分布能谱图。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设截面元素分布条件为：截面元素分布能谱图中包含硅、碳和氧三种元素且硅、碳和氧三种元素均匀分布。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对待遴选硅负极材料的颗粒内部元素分布及颗粒内部形貌进行表征，得到颗粒内部元素分布能谱图及内部形貌图，包括：
依据预设选取规则，选取所述待遴选硅负极材料的目标颗粒；
采用FIB双束系统对所述目标颗粒进行双向切削，制得目标薄片；
采用透射电镜对所述目标薄片进行原位透射电镜表征，得到内部形貌图；
采用EDS对所述目标薄片的元素分布进行表征，得到所述颗粒内部元素分布能谱图。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设内部元素分布条件为：所述颗粒内部元素分布能谱图中硅和碳的原子比为0.9~1.1：1；和/或，所述内部形貌条件为：内部晶格形貌呈纳米尺度的无序状。
10.一种权利要求1~9任一项所述方法遴选出的目标硅负极材料在电池中的应用。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109856113A (zh) * 2018-12-27 2019-06-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种用于锂电池负极石墨的评价方法
CN110165187A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 安普瑞斯（南京）有限公司 一种锂离子电池用硅碳二次颗粒材料及其制备方法
CN110779945A (zh) * 2019-10-11 2020-02-11 天津力神电池股份有限公司 一种锂电池电极质量的评价方法
CN110828812A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 宁德新能源科技有限公司 负极材料、包括其的负极及负极的制备方法
CN110988086A (zh) * 2019-10-11 2020-04-10 天津力神电池股份有限公司 一种检测电池循环过程中电极材料结构稳定性的方法
CN112378941A (zh) * 2020-10-20 2021-02-19 西安富阎时代新能源有限公司 一种锂电池正负极材料的截面形貌及成分的表征方法
US20210234163A1 (en) * 2018-02-06 2021-07-29 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same, method for evaluating positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN114284488A (zh) * 2021-12-23 2022-04-05 上海瑞浦青创新能源有限公司 一种正极材料及其稳定性的判定方法和用途
CN114614000A (zh) * 2022-04-12 2022-06-10 浙江极氪智能科技有限公司 一种负极活性物质、电池用负极及电池
JP2022121582A (ja) * 2019-01-16 2022-08-19 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極及びその製造方法
CN115372442A (zh) * 2022-07-17 2022-11-22 江西赣锋锂电科技股份有限公司 一种锂离子电池磷酸铁锂正极材料评估方法
US20230146274A1 (en) * 2021-09-26 2023-05-11 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Silicon carbon negative electrode material, negative electrode sheet, secondary battery, battery module, battery pack and power consumption apparatus
CN116297607A (zh) * 2022-12-30 2023-06-23 当升科技(常州)新材料有限公司 一种用于测量正极材料中金属异物的方法
CN116322261A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 同济大学 一种碲化铅器件电极材料的筛选方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210234163A1 (en) * 2018-02-06 2021-07-29 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same, method for evaluating positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN109856113A (zh) * 2018-12-27 2019-06-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种用于锂电池负极石墨的评价方法
JP2022121582A (ja) * 2019-01-16 2022-08-19 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極及びその製造方法
CN110165187A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 安普瑞斯（南京）有限公司 一种锂离子电池用硅碳二次颗粒材料及其制备方法
CN110988086A (zh) * 2019-10-11 2020-04-10 天津力神电池股份有限公司 一种检测电池循环过程中电极材料结构稳定性的方法
CN110779945A (zh) * 2019-10-11 2020-02-11 天津力神电池股份有限公司 一种锂电池电极质量的评价方法
CN110828812A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 宁德新能源科技有限公司 负极材料、包括其的负极及负极的制备方法
CN112378941A (zh) * 2020-10-20 2021-02-19 西安富阎时代新能源有限公司 一种锂电池正负极材料的截面形貌及成分的表征方法
US20230146274A1 (en) * 2021-09-26 2023-05-11 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Silicon carbon negative electrode material, negative electrode sheet, secondary battery, battery module, battery pack and power consumption apparatus
CN114284488A (zh) * 2021-12-23 2022-04-05 上海瑞浦青创新能源有限公司 一种正极材料及其稳定性的判定方法和用途
CN114614000A (zh) * 2022-04-12 2022-06-10 浙江极氪智能科技有限公司 一种负极活性物质、电池用负极及电池
CN115372442A (zh) * 2022-07-17 2022-11-22 江西赣锋锂电科技股份有限公司 一种锂离子电池磷酸铁锂正极材料评估方法
CN116297607A (zh) * 2022-12-30 2023-06-23 当升科技(常州)新材料有限公司 一种用于测量正极材料中金属异物的方法
CN116322261A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 同济大学 一种碲化铅器件电极材料的筛选方法

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