[发明专利]一种硅负极活性物质及其制备方法和制得的硅烯锂电池

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的硅负极活性物质，其特征在于，由以下原料混合后于惰性气体条件下加热熔融制成：按重量份计，硅源100-150份，石墨烯类物质10-50份，硼砂3-8份，Nd1-5份，Ge1-5份，Sb2-7份，Se3-8份，Bi1-3份。

2.根据权利要求1所述的硅负极活性物质，其特征在于，按重量份计，硅源120-140份，石墨烯类物质30-40份，硼砂3-5份，Nd1-2份，Ge1-2份，Sb2-3份，Se3-5份，Bi1-2份。

3.根据权利要求1或2所述的硅负极活性物质，其特征在于，所述硅源包括以下三种硅源中的任一种或多种；

第一硅源为硅粉、二氧化硅、硅酸盐中的任一种或多种；

第二硅源为甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷中的任一种或多种；

第三硅源为硅烷烃、环硅烷烃、二氯硅烷、三氯硅烷中的任一种或多种；

优选地，所述硅源包括三种硅源，所述第一硅源、所述第二硅源与所述第三硅源的重量比例为6-8:3-5:1。

4.根据权利要求1或2所述的硅负极活性物质，其特征在于，所述石墨烯类物质在进行熔融前，还经过以下处理：

将石墨烯类物质粉碎至50μm以下，然后于300-500W功率的微波条件下处理3-5min，冷却即可。

5.权利要求1-4任一项所述的硅负极活性物质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将各原料混合后，以3-5℃/s的升温速率升温至1300-1500℃，保温3-5min，然后以3-5℃/min的降温速率冷却至室温即可。

6.一种用于锂离子电池的硅负极，其特征在于，包括集流体，所述集流体上涂覆以下物质：权利要求1-4任一项所述的硅负极活性物质经碾磨制得的活性物质粉末、导电剂和粘结剂。

7.根据权利要求6所述的硅负极，其特征在于，所述粘结剂为羟甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的混合物，所述粘结剂的添加量为所述活性物质粉末重量的3％-5％；

优选地，所述羟甲基纤维素、所述聚乙烯吡咯烷酮、所述聚乙烯醇的重量比例为2:1-2:0.5-1。

8.根据权利要求7所述的硅负极，其特征在于，所述活性物质的粒径为50μm以下，优选为5-20μm。

9.一种硅烯锂离子电池，其特征在于，包括正极、权利要求6-8任一项所述的硅负极、位于正负极之间的隔膜以及电解液；

所述正极的活性物质优选为磷酸铁锂。

10.根据权利要求9所述的硅烯锂离子电池，其特征在于，所述电池为叠片式结构，正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔。