[发明专利]一种硅负极复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种硅负极复合材料，其包括硅基纳米颗粒和包覆层，包覆层包覆硅基纳米颗粒，硅基纳米颗粒与包覆层的内壁之间有空腔，包覆层包括氧化物。在本发明的硅负极复合材料中，二氧化硅和其它金属氧化合物在硅基纳米颗粒的外层形成核壳结构，有效抑制了充放电循环过程中纳米硅颗粒的团聚。同时由于纳米硅颗粒外部有一个较大的空间可以用于膨胀，避免了对周围空间造成的挤压，也避免了粘结剂的脱落、与石墨的接触等，因此，可以较好的提高其循环寿命。本发明实施例制备方法简单，容易操作，重复性好，成本低廉，且对环境的污染小，适合于工业化生产。

主权项

一种制备硅负极复合材料的方法，所述硅负极复合材料，包括硅基纳米颗粒和包覆层，所述包覆层包覆所述硅基纳米颗粒，所述硅基纳米颗粒与所述包覆层的内壁之间有空腔，所述包覆层为氧化物的多孔结构；其中，所述氧化物为SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2中的一种；所述包覆层具有HF腐蚀而成的孔洞和裂纹；所述孔洞的直径为1～10nm；其特征在于，包括以下步骤：第一步，首先将硅基纳米颗粒均匀分散于溶剂中，然后加入硅烷偶联剂，持续搅拌分散均匀后加入氨水，在室温下搅拌，在硅纳米颗粒上包覆疏松的第一层包覆物，再加入第二壳层前驱体，反应后形成溶胶体系；第二步，在第一步中形成的溶胶体系中加入HF溶液，在室温下持续搅拌，离心分离，将得到的产物真空干燥后，用溶剂洗涤，并再次进行干燥，得到所述硅负极复合材料；第一步中加入的硅基纳米颗粒、硅烷偶联剂以及第二壳层前驱体的质量比为：5:0.05‑1:0.05；第一步中所用的溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、丙酮、乙腈中的一种或它们的任意混合物。