[发明专利]一种全固态锂离子电池用硅负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种全固态锂离子电池用硅负极材料，其特征在于，所述全固态锂离子电池用硅负极材料包括：微米硅材料主体、包覆在所述微米硅材料主体表面的纳米硅材料及粘结在所述微米硅材料主体和纳米硅材料之间的聚合物粘结剂。

2.根据权利要求1所述的全固态锂离子电池用硅负极材料，其特征在于，所述微米硅材料主体为1微米的硅颗粒，所述纳米硅材料为50纳米硅颗粒，所述聚合物粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚丙烯氰或聚丙烯酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的全固态锂离子电池用硅负极材料，其特征在于，基于所述全固态锂离子电池用硅负极材料总重量中，所述纳米硅材料的质量占比为10.56～49wt.％，所述微米硅材料主体的质量占比为47.5～87.11wt.％,所述聚合物粘结剂质量占比为2～5wt.％。

4.一种权利要求1～3任一项所述的全固态锂离子电池用硅负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤(1)、将微米硅、纳米硅和聚合物粘结剂置于球磨机，进行球磨处理，形成纳米硅包覆微米硅的复合结构，最终得到混合粉末；

步骤(2)、在步骤(1)得到的混合粉末加入有机溶剂混合，得到浆料；

步骤(3)、将步骤(2)所得的浆料涂覆在铜箔上得到极片，然后将所得的极片干燥，裁切成合适尺寸，得到全固态锂离子电池用硅负极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述聚合物粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚丙烯氰或聚丙烯酸中的一种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述纳米硅、微米硅、聚合物粘结剂的质量比为：(10.56～49):(47.5～87.11):(2～5)。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述球磨机的转速为370～510rpm，球磨时间为1～24h。

8.根据权利要求1～3任一项所述的全固态锂离子电池用硅负极材料用于硫化物全固态锂离子电池的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述电池负极与正极容量比为(1.1～1.68):1。

10.一种提高宽电压工作区间下全固态锂离子电池性能的方法，其特征在于，使用权利要求1～3任一项所述的全固态锂离子电池用硅负极材料作为电池的负极材料，使用高电压正极材料作为电池的正极材料，所述宽电压工作区间为2～4.3V或2～4.5V。