二维层状有机硅负极材料的制备方法与流程

本发明涉及电极领域技术，尤其是指一种二维层状有机硅负极材料的制备方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车对续航能力要求的不断提高，锂电池负极材料也在向着高比容量方向发展。硅基材料由于具有极高的能量密度，其理论比容量为4200mah/g，是石墨负极材料的10倍、较低的脱锂电位以及相对出色的安全性能，有望成为下一代负极材料研发的主流方向。

2、同时，由于硅材料的体积变化率为320％，使得硅负极材料在脱嵌锂过程中反复膨胀收缩，致使负极材料粉化、脱落，并最终导致负极材料失去电接触而使电池彻底失效；并且，传统硅基材料与粘合剂存在机械性能上缺陷。因此，有必要提出一种新的方案以解决上述问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种二维层状有机硅负极材料的制备方法，其所制得的负极材料可以有效解决硅材料的体积变化率高和与粘合剂之间存在机械性能缺陷的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

3、一种二维层状有机硅负极材料的制备方法，包括有以下步骤：

4、(1)将30-100份硅盐与300-1000ml酸溶液混合搅拌3-6h，随着反应的进行，溶液逐渐分层而形成灰色的下层液与绿色的悬浮液，其中，该酸溶液为中强酸溶液或强酸溶液；

5、(2)取悬浮液置于离心机中并进行离心纯化，以转速为5000-8000rpm，离心时间为5min为一个循环，进行5-10循环后，完成纯化，获得绿色沉淀物；

6、(3)将步骤(2)中获得的绿色沉淀物置于50-100℃的空气中干燥，再通过球磨机进行研磨，球磨速度为1000-1500r/min，得到粒径为5-10μm的二维层状有机硅粉末。

7、作为一种优选方案，所述硅盐为casi2，其纯度为97％。

8、作为一种优选方案，所述酸溶液为质量分数为35％的磷酸溶液。

9、作为一种优选方案，所述步骤(2)中，转速为7000-8000rpm。

10、作为一种优选方案，所述步骤(3)中，球磨速度为1300-1400r/min。

11、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

12、其所制备出的负极材料为六边形层状结构，在循环时体积膨胀可以忽略不计，且具有高度极性的特点可以赋予不同的官能团来修饰二维层状有机硅的局部缺陷，解决粘合剂的机械性能和抑制sei膜形成的问题，同时，其-oh和氧原子，使其具有远大于si和氢原子的电负性，更有利于电子传输，以及制作所需原材料和所用试剂成本低、过程设备简单，能耗低。

13、为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：

技术特征：

1.一种二维层状有机硅负极材料的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

2.根据权利要求1所述的二维层状有机硅负极材料的制备方法，其特征在于：所述硅盐为casi2，其纯度为97％。

3.根据权利要求1所述的二维层状有机硅负极材料的制备方法，其特征在于：所述酸溶液为质量分数为35％的磷酸溶液。

4.根据权利要求1所述的二维层状有机硅负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，转速为7000-8000rpm。

5.根据权利要求1所述的二维层状有机硅负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，球磨速度为1300-1400r/min。

技术总结
本发明公开一种二维层状有机硅负极材料的制备方法，其将硅盐与磷酸混合进行拓扑反应，后依次经离心纯化、干燥、球磨而制得。其所制备出的负极材料为六边形层状结构，在循环时体积膨胀可以忽略不计，且具有高度极性的特点可以赋予不同的官能团来修饰二维层状有机硅的局部缺陷，解决粘合剂的机械性能和抑制SEI膜形成的问题，同时，其‑OH和氧原子，使其具有远大于Si和氢原子的电负性，更有利于电子传输，以及制作所需原材料和所用试剂成本低、过程设备简单，能耗低。

技术研发人员：白宇,宋宏芳,苏廷辉,赵东辉,周鹏伟
受保护的技术使用者：深圳市翔丰华科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16