用于二次电池的硅基负极材料及其制备方法、电极、二次电池与流程

文档序号:37039284发布日期:2024-02-20 20:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于二次电池的硅基负极材料,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述硅基负极材料的粉体孔隙率为50%~70%;所述硅基负极材料的粉体孔隙率为在振实条件下,所述硅基负极材料颗粒之间的空隙与所述硅基负极材料颗粒内部的孔隙之和占所述硅基负极材料振实体积的百分比。

3.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述硅基负极材料的振实密度为0.7~1.1g/cm3。

4.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述内核颗粒的粉体孔隙率为55%~75%;所述内核颗粒的粉体孔隙率为在振实条件下,所述内核颗粒之间的空隙与所述内核颗粒内部的孔隙之和占所述内核颗粒振实体积的百分比。

5.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述内核颗粒的振实密度为0.6~1.0g/cm3。

6.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述开孔的平均孔径为5~100纳米;所述开孔包括通孔,所述通孔贯穿所述内核颗粒。

7.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述锂元素占所述硅基负极材料重量的4%~10%。

8.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述硅基负极材料的中值粒径为7~14微米,粒度跨度值≤1.3。

9.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述内核颗粒的中值粒径为6~12微米,粒径跨度值≤1.2。

10.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述单质硅纳米颗粒的晶粒尺寸为2~10纳米。

11.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述第一碳膜层的厚度为0.005~2微米;所述第一碳膜层与所述内核颗粒的重量比为2%~6%。

12.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述富硅含氧层占所述硅基负极材料重量的0.5%~10%。

13.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于,所述第二碳膜层的厚度为0.002~2微米;所述第二碳膜层占所述硅基负极材料重量的1%~5%。

14.一种制备权利要求1~13中任一所述的硅基负极材料的方法,其特征在于,包括:

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一表面氧化的温度为200℃~500℃,时间为10~360min。

16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,在所述锂掺杂颗粒表面包覆富硅含氧层,获得第二包覆颗粒包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述惰性气体选自氮气、氦气、氩气中的一种或多种,所述含硅前驱体选自甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷、二甲基硅烷中的一种或多种,所述含氧前驱体选自氧气、臭氧、二氧化碳中的一种或多种。

18.一种电极,其特征在于,包括权利要求1~13中任一所述的硅基负极材料。

19.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求18所述的电极。


技术总结
本申请提供了一种用于二次电池的硅基负极材料及其制备方法、电极、二次电池。硅基负极材料包括:包含硅、氧、锂元素的内核颗粒;第一碳膜层,包覆在内核颗粒上;富硅含氧层,包覆在第一碳膜层上;以及第二碳膜层,包覆在富硅含氧层上;内核颗粒具有开孔,开孔的内表面和开孔的孔口至少部分被第一碳膜层、富硅含氧层和第二碳膜层中的至少一个覆盖;内核颗粒内分散有单质硅纳米颗粒,单质硅纳米颗粒不与第一碳膜层、富硅含氧层和第二碳膜层接触;第一碳膜层与第二碳膜层均为中低织构碳,第一碳膜层的取向角OA<subgt;1</subgt;和第二碳膜层的取向角OA<subgt;2</subgt;均为60°~135°,且OA<subgt;1</subgt;<OA<subgt;2</subgt;。本申请的硅基负极材料具有膨胀率低、倍率性能优异、循环稳定性良好以及比容量较高等优点。

技术研发人员:查道松,李喆,罗姝,张和宝,王岑,连芸芸,陆玉婷,赵双宇
受保护的技术使用者:博赛利斯(南京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/19
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