[发明专利]一种提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法

权利要求书

1.一种提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，包括：

(1)测定硅负极材料表面羟基含量；

(2)通过有机化学改性将硅烷偶联剂接枝在所述硅负极材料表面；

所述硅烷偶联剂的通式为R₁-Si-(OR₂)₃，式中，R₁选自氢基、碳数为1～18的烷基、芳香基或氟基，R₂选自甲基或乙基；

所述硅烷偶联剂的添加量M₁为：

式中，M₁为硅烷偶联剂的质量，g；m₁为硅烷偶联剂的相对分子质量，g/mol；M₂为硅负极材料的质量，g；X为硅负极材料表面羟基含量，mmol/g；

采用上式计算得到硅烷偶联剂用量，实际应用中，可以在上式得到的用量基础上进行上下各10％的浮动。

2.根据权利要求1所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅负极材料包括纳米级硅材料、微米级硅材料或多孔硅材料。

3.根据权利要求1所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，所述硅负极材料表面羟基含量的测定采用酸碱滴定法，具体为：

取W mg硅负极材料加入80mL、0.05mol/L的氢氧化钠水溶液中，在室温下充分搅拌24小时后离心，取10mL上清液加入酚酞试剂后使用0.05mol/L的盐酸进行滴定，到溶液变色时使用的盐酸体积记为A mL；取10mL、0.05mol/L的氢氧化钠水溶液用0.05mol/L盐酸进行滴定，到溶液变色时使用的盐酸体积记为B mL；

所述硅负极材料表面羟基含量X按如下公式计算：

式中，X为硅负极材料表面羟基含量，mmol/g，W为硅负极材料的质量，mg。

4.根据权利要求1所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，步骤(2)中，先将硅负极材料与水混合，再将硅烷偶联剂与乙醇溶液混合，最后将两者混合，经水解反应后将硅烷偶联剂接枝在硅负极材料表面。

5.根据权利要求4所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于：

所述硅负极材料与水的质量体积比为0.5～500g/L；

所述硅烷偶联剂与乙醇的质量体积比为0.5～500g/L。

6.根据权利要求1所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂选自三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、N-丙基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基氟硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂选自三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷或十八烷基三乙氧基硅烷。

8.根据权利要求1所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂选自苯基三乙氧基硅烷。

9.根据权利要求1～8任一权利要求所述的提高硅基锂离子电池负极材料首次库伦效率的方法，其特征在于，所述硅负极材料选自纳米级硅材料。