[发明专利]一种SiOx材料表面包覆处理的方法及装置

说明书

本发明公开一种SiO_x材料表面包覆处理的方法，包括：S1制浆，取SiO_x、添加剂A、有机溶剂，混合，再进行高速分散处理，以制得SiO_x颗粒表面包覆添加剂A的所需粒径分布的浆料；S2造粒，将浆料雾化、加热蒸发、分离，得到表面包覆添加剂A的SiO_x颗粒产品。本发明还公开一种用于上述SiO_x材料表面包覆处理的方法的SiO_x材料表面包覆处理的装置。本发明可以对SiO_x颗粒的表面进行均匀包覆。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种SiO_x材料表面包覆处理的方法及装置。

背景技术

在锂离子电池中，传统的石墨类负极材料其理论容量仅为 372mAh/g，而硅负极材料为3590mAh/g，是理想的锂离子电池负极材料。但在完全嵌锂状态下，硅负极材料的体积膨胀可达 300％，使硅负极材料结构崩溃而粉化，循环性差，严重影响着锂离子电池的寿命和安全性。解决硅负极材料体积膨胀的方法主要为：硅材料的纳米化、复合化，即与金属复合或与非金属的复合，如硅碳复合负极材料。硅碳复合负极材料采用核壳结构，硅负极的体积膨胀由硅核外层的石墨和包覆层共同承担，这样可大大降低体积膨胀，减少材料粉化，提高循环性能，使得硅负极材料在锂离子电池中得到很好的应用。目前，市售的硅负极材料主要为氧化亚硅SiO_x材料。

现有技术中，典型的SiO_x(即硅氧化物，如氧化亚硅)复合材料的制备方法有：采用气相沉积法，将颗粒状的SiO_X加热到一定温度，再通入有机气体，使有机气体在高温下发生裂解反应，生成的单质碳沉积在SiO_x表面，形成包覆层；或者，采用液相法，将颗粒状的SiO_x分散到溶剂中，并在其中加入可以溶解的有机碳源，然后在喷雾干燥设备内完成造粒，使有机碳源包覆在 SiO_x颗粒表面，形成包覆层。

但是，采用上述工艺至少存在以下不足：(1)无论是气相法还是液相法，都是采用单独的包覆造粒工艺，包覆不均匀，以这种SiO_x材料制得的硅负极材料对锂离子电池的提升效益不明显；(2)液相法中，碳源必须可溶于有机溶剂，从而限制了碳源和有机溶剂的使用范围；(3)都不利于进行连续生产，难以满足批量生产需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种SiO_x材料表面包覆处理的方法和装置，可以对SiO_x颗粒的表面进行均匀包覆处理。

根据本发明的一个方面，提供一种SiO_x材料表面包覆处理的方法，其技术方案如下：

一种SiO_x材料表面包覆处理的方法，包括

S1制浆：取SiO_x、添加剂A、有机溶剂，混合，再进行高速分散处理，以制得SiO_x颗粒表面包覆添加剂A的所需粒径分布的浆料；

S2造粒：将浆料雾化、加热蒸发、分离，得到表面包覆添加剂A的SiO_x颗粒产品。

优选的是，在所述步骤S1制浆过程中，还包括：对浆料进行高速分散循环(即表面处理)，其过程包括：将制浆罐中的浆料通入到高速分散设备进行分散处理，之后，再输送回制浆罐用于进行高速分散循环，以制得所述所需粒径分布的浆料；所述所需粒径分布的浆料是指SiO_x的粒径为0.2～15μm。

优选的是，所述高速分散处理的工艺条件为:压力为1Pa～ 0.5Mpa；转速为0.5万转/分钟～10万转/分钟；

所述高速分散循环的时间为0.1～10h。