[发明专利]一种多孔/中空结构硅基负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多孔/中空结构硅基负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1：在升华腔1中加热提供SiO气体的原料以升华产生SiO蒸汽；S2：在升华腔2中加热可溶性盐以升华产生可溶性盐蒸汽；S3：将SiO蒸汽与可溶性盐蒸汽引入至冷凝腔沉积得到前驱体；S4：将前驱体进行破碎、筛选、水洗、烘干后得到所述多孔/中空结构的硅基负极材料。本发明提供的制备方法简单易行、成本低，适合大规模生产，所制得的负极材料的孔隙分布均匀且可控。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种多孔/中空结构硅基负极材料及其制备方法。

背景技术

硅是目前已知比容量（4200mAh／g）最高的锂离子电池负极材料，但由于其巨大的体积效应（＞300%），最终导致电化学性能的恶化，为此研究人员进行了大量的改性研究。目前，硅的多空化及中空化结构被广泛认为是解决硅体积效应的有效手段，因为此类结构的硅材料在充放电过程中可能存在的体积膨胀预留空间，减少硅体积效应对极片的影响。制备多孔结构的常用方法有模板法、刻蚀法和镁热还原法，制备中空结构的方法主要为模板法。但以上方法存在成本高、制备条件苛刻等问题，导致无法大规模生产。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种多孔/中空结构硅基负极材料的制备方法，成本低、易操作，可实现大规模生产。

在一个实施例中，本申请提供了一种多孔/中空结构硅基负极材料的制备方法，所述方法包括：S1：在升华腔1中加热提供SiO气体的原料以升华产生SiO蒸汽；S2：在升华腔2中加热可溶性盐以升华产生可溶性盐蒸汽；S3：将SiO蒸汽与可溶性盐蒸汽引入至冷凝腔沉积得到前驱体；S4：将前驱体进行破碎、筛选、水洗、烘干后得到所述多孔/中空结构的硅基负极材料。

在另一个实施例中，本申请提供一种负极材料，其通过上述制备方法制备所得。

本发明提供的制备方法简单易行、成本低，适合大规模生产，所制得的负极材料的孔隙分布均匀且可控。

本申请实施例的额外层面及优点将在后续说明中描述和显示，或是经由本申请实施例的实施而阐释。

附图说明

图1 本发明实施例1所制得负极材料的SEM图。

具体实施方式

本申请的实施例将会被详细的描述在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对被申请的限制。

在本申请中，以范围格式呈现量、比率和其他数值，应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。

在权利要求书及具体实施方式中，由术语“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一种”意味着仅A；仅B；或A及B。项目A可包含单个元件或多个元件，项目B可包含单个元件或多个元件。

本申请实施例提供了一种多孔/中空结构硅基负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：在升华腔1中加热提供SiO气体的原料以升华产生SiO蒸汽；

S2：在升华腔2中加热可溶性盐以升华产生可溶性盐蒸汽；

S3：将SiO蒸汽与可溶性盐蒸汽引入至冷凝腔沉积得到前驱体；

S4：将前驱体进行破碎、筛选、水洗、烘干后得到所述多孔/中空结构的硅基负极材料。

具体而言，所述步骤S1是指在真空环境以及一定温度条件下，对提供SiO气体的原料进行加热生成SiO蒸汽；所述一定温度控制为900~1400℃；根据加热的温度，热处理的时候可控制在0.5~12h；不对提供SiO气体的原料进行具体限定，优选地，选用金属硅和二氧化硅的混合物。