【CN109786733A】一种锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池【专利】
一种锂离子电池负极材料及其制备方法
一种锂离子电池负极材料及其制备方法锂离子电池是一种常见的可充电电池，它常用于电动汽车、手机等领域。
负极材料是锂离子电池中的重要组成部分，其性能直接影响着电池的性能。
目前，在锂离子电池中，石墨是一种常见的负极材料，但其容量有限，无法满足快速充放电的需求。
因此，研究人员一直在寻找其他替代材料来提高锂离子电池的性能。
一种新型负极材料是硅基材料。
硅具有高比容量和高电导性能，能够显著提高锂离子电池的能量密度和功率密度。
然而，硅材料在充放电过程中容易发生体积膨胀，导致颗粒的破碎和松散，进而导致电池的寿命下降。
因此，制备硅基材料的方法至关重要。
一种常见的制备硅基负极材料的方法是溶胶-凝胶法。
该方法包括以下步骤：1.制备溶胶：将硅前驱体（如硅烷或硅醇）与溶剂混合，形成溶胶溶液。
2.凝胶化：将溶胶溶液在适当的温度和湿度条件下进行搅拌和干燥，使溶胶逐渐形成凝胶。
3.煅烧：将凝胶在高温下煅烧，使其转化为硅基材料。
煅烧温度和时间的选择应根据具体材料的要求来确定。
4.碳包覆：将硅基材料与碳源（如葡萄糖或聚苯胺）混合，并在高温下进行煅烧，形成碳包覆的硅基材料。
碳包覆可以增加材料的电导率和稳定性。
除了溶胶-凝胶法，还有其他制备硅基负极材料的方法，如热压法、溅射法和化学气相沉积法等。
每种方法都有其优缺点，可以根据具体需求进行选择。
总之，硅基材料作为一种新型负极材料，具有很大的潜力来提高锂离子电池的性能。
通过合理选择制备方法和优化工艺条件，可以制备出高性能的硅基负极材料，为锂离子电池的应用提供更好的性能和可靠性。
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(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910228001.4
(22)申请日 2019.03.25
(71)申请人 中国科学院宁波材料技术与工程研
究所
地址 315201 浙江省宁波市镇海区庄市大
道519号
(72)发明人 范崇昭 傅儒生 刘兆平
(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人 赵青朵
(51)Int.Cl.
H01M 4/485(2010.01)
H01M 10/0525(2010.01)
(54)发明名称
一种锂离子电池负极材料、其制备方法及锂
离子电池
(57)摘要
本发明提供了一种锂离子电池负极材料、其
制备方法及锂离子电池，所述制备方法，包括以
下步骤：将硅氧化物和碳酸锂混合后，在常压下
升温至550～650℃下进行烧结，烧结完成后，球
磨得到锂离子电池负极材料；所述硅氧化物为
SiO x ，其中，1≤x≤2。
在低温常压烧结中，原料碳
酸锂可以和硅氧化物反应，生成硅酸锂晶体，由
于烧结温度较低，硅氧化物内部的活性硅不会与
碳酸锂反应，避免了材料活性容量的损失，通过
后续的球磨可以有效提高材料的首次库伦效率。
另外，由于本发明的烧结在低温常压下进行，有
效节约了能源，
对设备要求缓和。
权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 109786733 A 2019.05.21
C N 109786733
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109786733 A
1.一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
将硅氧化物和碳酸锂混合后，在常压下升温至550～650℃下进行烧结，烧结完成后，球磨得到锂离子电池负极材料；
所述硅氧化物为SiO x，其中，1≤x≤2。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅氧化物的颗粒尺寸为1～5μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合后，还包括研磨均匀。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述升温的速率为2～15℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结在惰性气氛下进行；所述烧结的时间为2～12h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅氧化物和碳酸锂的摩尔比为1：0.5～1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨具体为：
将所述烧结后的产物与球磨珠按照质量比为1：10～20混合，置于碳化钨球磨罐中进行球磨。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，球磨的条件为：
球磨在惰性气氛下进行；
球磨的转速为500～1200r/min；
球磨为间歇性球磨；球磨中，每15min后停止2min；间歇性球磨的总时间为15～30h。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备的锂离子电池负极材料。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，所述负极包括权利要求9所述的锂离子电池负极材料。
2。