[发明专利]一种预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法

权利要求书

1.一种预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)以氧化亚硅、惰性锂粉、1-氟癸作为原材料，有机溶剂作为溶剂；

(2)干燥空气中，将惰性锂粉物理混合在有机溶剂中，分散均匀形成溶液A备用，其中惰性锂粉在溶液A中的浓度为5wt％；

(3)干燥空气中，将1-氟癸混合在有机溶剂中分散均匀，形成溶液B备用，1-氟癸在溶液B中的浓度为3g/L-12g/L；

(4)取部分溶液B，将氧化亚硅加入到溶液B中，加热至50-70℃搅拌均匀，使1-氟癸均匀的包覆在氧化亚硅表面，形成溶液C；其中溶液C中1-氟癸与氧化亚硅的质量比控制为1:4.5-4:3；

(5)将溶液A加入到溶液C中去，形成溶液D；其中控制惰性锂粉与氧化亚硅的摩尔比为1:1-1:100；

(6)并在真空状态下，对溶液D进行搅拌，逐渐升温至50-300℃，维持温度搅拌6-48h；期间惰性锂粉与氧化亚硅表面的1-氟癸反应形成最初态SEI膜；

(7)反应结束后，将溶液D继续升温至300℃，所有的有机溶剂蒸发，留下粉体A；将粉体A加热到600℃-1000℃并保持0.5h-5h后逐渐降至室温形成粉体B；

(8)再取部分溶液B，用量与步骤(4)相同，将粉体B加入到溶液B中形成溶液F，按步骤(6)、(7)的过程，对溶液F重复溶液D的操作步骤最终得到粉体C，粉体C的表面在最初态SEI膜外镀上一层新的人造SEI膜，即得新的预锂化负极；且表面预锂化和SEI膜的覆盖均匀致密。

2.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、庚烷、己烷、环己烷、甲苯、二甲苯中的一种。

3.根据权利要求2所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：所述N-甲基吡咯烷酮为纯度≥99.5％的高纯N-甲基吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：步骤(3)中1-氟癸在溶液B中的浓度为6.5g/L。

5.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：步骤(4)溶液C中1-氟癸与氧化亚硅的质量比控制为1:4.5。

6.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：步骤(2)、(3)均在常温常压下进行。

7.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：所述SEI膜的厚度控制通过溶液B的浓度来进行控制，溶液浓度与人造SEI膜厚度成正比。

8.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：步骤(6)中所述最初态SEI膜为无机SEI膜，具体为LiF和有机锂化合物。

9.根据权利要求1所述的预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于：步骤(8)中所述新的人造SEI膜为有机SEI膜，具体为LiF和有机锂化合物的Si/SiO₂矩阵混合物。