[发明专利]纳米硅颗粒的制备方法

说明书

本申请涉及锂离子电池技术领域，提供一种纳米硅颗粒的制备方法，包括以下步骤：将微米硅颗粒分散到溶剂中，得到微米硅浆料；将不同直径的至少两种研磨球混合后加入研磨机中，再将所述微米硅浆料置入所述研磨机中，进行研磨，以得到纳米硅颗粒。在微米硅浆料的研磨过程中，不同研磨球的直径有大小之分，可以通过大直径的研磨球和小直径的研磨球同时对微米硅浆料进行研磨，大直径的研磨球和小直径的研磨球配合工作，一次性将微米硅颗粒研磨至纳米尺寸，中间无需更换研磨球，缩短了研磨时间，提升研磨效率，并且能够避免由于更换研磨球带来的硅浆料的损失，减少物料浪费，提升纳米硅颗粒的产能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种纳米硅颗粒的制备方法。

背景技术

锂离子电池有高能量密度、相对较轻的重量和百/千次的使用寿命等优点，因此被广泛应用在3C数码产品以及电动汽车等行业。但是，限制锂离子电池进一步取代传统能源的一个很重要的原因就是锂离子电池的能量密度不够大，因此提升锂离子电池的能量密度是目前锂电池行业内急需解决的一个问题。

硅材料，用作锂电池负极材料时有比容量高，价格便宜，放电电位低等优点，成为目前锂电行业研究最广泛的对象之一。但是在电池循环过程中，有体积严重膨胀，颗粒粉末化等问题产生，从而造成电池容量和循环寿命衰减。硅颗粒纳米化是解决材料膨胀和粉末化十分有效的手段。当纳米硅的粒径达到100nm及以下时，能有效减少硅颗粒因体积变化而产生的粉碎。目前，工厂中广泛使用的方法是将微米级的原料硅颗粒，通过一系列的研磨工艺，得到需要尺寸的纳米硅颗粒。

在采用棒削式分散研磨机制备纳米硅颗粒的过程中，传统方式是固定研磨球的尺寸，硅粉颗粒研磨到一定尺寸后很难继续变小，因此需要更换研磨球，这样费时费力，同时更换研磨球也会损失大量的硅浆料。

发明内容

本申请的主要目的在于克服上述现有技术的更换研磨球和搅拌棒的尺寸，费时费力并且会损失大量硅浆料的技术问题，提供一种纳米硅颗粒的制备方法。

本申请提供了一种纳米硅颗粒的制备方法，包括以下步骤：

将微米硅颗粒分散到溶剂中，得到微米硅浆料；

将不同直径的至少两种研磨球混合后加入所述研磨机中，再将所述微米硅浆料置入研磨机中进行研磨，以得到纳米硅颗粒。

本申请的一种实施方式中，所述至少两种研磨球包括第一研磨球和第二研磨球，所述第一研磨球的直径为0.5cm-0.8cm，所述第二研磨球的直径为0.08cm-0.2cm。

本申请的一种实施方式中，所述第一研磨球的数量和所述第二研磨球的数量比值为0.5-2。本申请的一种实施方式中，各所述研磨球的质量之和为m₁，固体硅颗粒的质量为m₀，所述研磨机内形成的研磨腔的体积为V，其中，m₁/m₀＝1.5-2，m₁/V＝0.5kg/L-0.8kg/L。

本申请的一种实施方式中，在所述进行研磨的步骤中，还包括以下步骤：在所述研磨机中添加所述溶剂，所述溶剂用于稀释所述微米硅浆料。

本申请的一种实施方式中，在所述进行研磨的步骤中，具体研磨时间为8h-20h。

本申请的一种实施方式中，所述研磨机包括分散盘和多个分散棒，各所述分散棒等间距分布于所述分散盘的边缘，且各所述分散棒沿所述分散盘边缘的内切线方向设置。

本申请的一种实施方式中，所述分散盘为圆形，所述分散棒均为圆柱形，所述分散盘的直径为15cm，所述分散棒的直径为1cm-2cm。

本申请的一种实施方式中，所述分散棒的数量为6-12个。

本申请的一种实施方式中，所述微米硅颗粒占所述微米硅浆料的比例为20％-40％。