[发明专利]硅酸锂负极材料的制备方法以及锂离子电池

说明书

本申请公开了硅酸锂负极材料的制备方法以及锂离子电池。硅酸锂负极材料的制备方法包括：A、提供SiO粉末；B、将SiO粉末和金属锂粉进行干法球磨，得到含有硅锂化合物和硅酸锂的第一中间物；C、将第一中间物进行脱锂反应，得到含有硅单质和硅酸锂的第二中间物；D、使第二中间物煅烧，得到硅酸锂负极材料。本申请制备方法，通过SiO粉末与金属Li粉混合球磨实现两项物质均匀混合，粒径均匀。不仅如此，在煅烧过程中通入低分子量的烃类气体，促进了硅酸锂负极材料成型。采用上述制备方法所得到负极材料组装到电池中，质量比0.2C容量大于1600mAh/g，1C容量大于1600mAh/g，显著说明本发明的锂离子电池硅碳复合负极材料具有良好的首次效率和倍率性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池的技术领域，尤其涉及硅酸锂负极材料的制备方法以及锂离子电池。

背景技术

当前市场下，锂离子电池已经广泛应用于我们的方方面面，如：新能源汽车、储能电站、移动通讯手机、笔记本电脑等领域，在军事航天等领域也不断深入应用。消费者对续航里程的要求越来越高，对3C产品的轻量化也越来越注重，目前的碳类负极如石墨、硬碳、软碳及中间相碳微球等已经不能满足消费者需求，但是目前常规的氧化硅和碳化硅材料克容量能满足基本需求，但是因体积膨胀导致的循环差是行业内普遍存在的问题，所以高比容量且长循环的的负极材料亟需开发应用。

相关技术中，硅酸锂负极材料的制备方法电化学性能较差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供硅酸锂负极材料的制备方法，能够有效提高所制得硅酸锂负极材料的电化学性能。

第一方面，本申请提供一种硅酸锂负极材料的制备方法，包括：

A、提供SiO粉末；

B、将所述SiO粉末和金属锂粉进行干法球磨，得到含有硅锂化合物和硅酸锂的第一中间物；

C、将所述第一中间物进行脱锂反应，得到含有硅单质和硅酸锂的第二中间物；

D、使所述第二中间物煅烧，得到硅酸锂负极材料。

可选地，所述SiO粉末的获得方式为：将氧化硅进行湿法球磨后，再干燥。

可选地，所述湿法球磨所用溶剂和脱离反应所用溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种，优选为体积比为9：1的乙醇、正丙醇的混合物。

可选地，所述湿法球磨的转速为2000～3000rpm/min，球磨至粒径小于5μm；

优选地，所述干法球磨的转速为3000～5000rpm/min，球磨至粒径小于4μm。

可选地，所述SiO粉末与金属Li粉的质量比为0.7～0.9：0.1～0.3；

优选地，所述第一中间物为含质量之比为1.0～1.5：99.1～98.5的Li_4.4Si和Li₄SiO₄的混合物。

可选地，所述脱锂反应在加入石墨条件下进行，所述石墨的添加量为为总质量的2.5-3.5％；

优选地，所述脱锂反应的脱锂剂为乙醇，所述脱锂剂的添加量为总质量的30％～55％。

可选地，所述第二中间物为含质量之比为0.5～1.5：96～98的无定型Si和多孔Li₄SiO₄的混合物。

可选地，所述煅烧在通入C_≦4的烃类气体，优选为体积比为7：3的甲烷、乙烷的混合气。

可选地，所述烧结温度为600～950℃，烧结时间为2～3h。

第二方面，本申请提供一种锂离子电池，含有采用如上述的制备方法所得到负极材料。