[发明专利]硅负极及其制备方法、以及全固态锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种硅负极，其特征在于，所述硅负极包括：

负极集流体；以及

形成于所述负极集流体表面的硅活性层，

其中，所述硅活性层包括间隔开分布的多个硅嵌锂区，且多个所述硅嵌锂区之间的间隙在所述硅活性层表面呈间隔开的斑点状分布。

2.根据权利要求1所述的硅负极，其特征在于，所述间隙在所述硅活性层中的面积占比为20％-70％。

3.根据权利要求1所述的硅负极，其特征在于，所述负极集流体选自铜箔、涂碳铜箔、不锈钢箔中的一种或多种。

4.一种权利要求1至3任一项所述的硅负极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在反应器中提供负极集流体；

S2，在所述步骤S1的负极集流体表面形成沉积层；

S3，采用蚀刻法在所述步骤S2的沉积层表面蚀刻，以得到间隔开分布的多个硅嵌锂区，且多个所述硅嵌锂区之间的间隙在所述硅活性层表面呈间隔开的斑点状分布。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述反应器内的温度为500℃-850℃，压强为300Pa-2000Pa。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，将所述步骤S1的负极集流体暴露于含硅的气相前驱体中，加热以使所述气相前驱体发生热解，并沉积在所述负极集流体表面形成所述沉积层。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述负极集流体暴露于所述气相前驱体的时间为1min-500min，所述沉积层的厚度为20nm-10μm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述气相前驱体为硅烷、硅烷衍生物、或其混合物。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31，在沉积好硅材料的集流体上均匀涂抹一层光刻胶，加热蒸发光刻胶溶剂；

S32，通过设计好的掩模版对光刻胶进行曝光聚合，然后移除非聚合光刻胶，并再次进行烘干；

S33，用刻蚀溶液刻蚀掉没有被光刻胶覆盖的硅层；

S34，用溶剂将光刻胶洗掉并烘干就得到了带图案的硅负极极片。

10.一种全固态锂离子电池，其特征在于，包括依次叠置的正极集流体、复合正极、固态电解质层、硅负极，其中，所述硅负极为权利要求1至3任一项所述的硅负极。

11.一种全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100，提供硅负极，所述硅负极为根据权利要求4-9任一项所述的方法制备硅负极；

S200，提供固态电解质层；

S300，提供复合正极；

S400，将正极集流体、所述复合正极、所述固态电解质层、所述硅负极依次叠置，并进行压制得到电芯；

S500，基于所述电芯，进行封装，得到所述全固态锂离子电池。