[发明专利]具有TiO2

说明书

本发明涉及一种具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料及其制备方法。所述制备方法包括：在保护气氛中对SiO原料进行行歧化反应，得到歧化后的硅氧化物，歧化温度950℃～1200℃，歧化时间1小时～10小时；将歧化后的硅氧化物，用氢氟酸进行刻蚀，制备得到多孔SiO_x，0X2；按照所需用量将钛源加入溶剂，充分搅拌溶解形成钛酸；按比例在所述钛酸中加入所述多孔SiO_x，搅拌混合后进行喷雾干燥，得到复合粉体；将所述复合粉体在保护气氛下通入碳源进行化学气相淀积CVD，对所述复合粉体进行包碳处理，得到具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料及其制备方法。

背景技术

目前，商业化的锂离子二次电池负极材料多为石墨类材料，而石墨负极在全电池中的克容量发挥已经达到355mAh/g，其应用已经接近极限。硅基负极材料由于丰富的储量和超高的理论比容量正逐渐成为电池企业和锂电材料改善负极的最佳选择，是最具有潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。

但硅碳负极材料在实际使用过程中也存在较为明显的缺点，主要表现在：电池的充放电过程中会引起硅体积的严重膨胀，巨大的体积效应导致活性物质层与铜集流体层的脱落，从而失去电子导电性。另外，硅碳负材料的膨胀收缩，会导致活性物质之间产生空隙，随着循环的进行活性物质的空隙密度增加，宽度增大，使得电子传输变差，电化学极化增加，电池性能下降，这些因素制约了硅在负极领域的应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料及其制备方法。以具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料代替传统的陶瓷隔膜，可以有效提升锂电池的安全性能，并降低电池直流内阻。

第一方面，本发明实施例提供了一种具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料的制备方法，包括：

在保护气氛中对SiO原料进行行歧化反应，得到歧化后的硅氧化物，歧化温度950℃～1200℃，歧化时间1小时～10小时；

将歧化后的硅氧化物，用氢氟酸进行刻蚀，制备得到多孔SiO_x，0X2；

按照所需用量将钛源加入溶剂，充分搅拌溶解形成钛酸；

按比例在所述钛酸中加入所述多孔SiO_x，搅拌混合后进行喷雾干燥，得到复合粉体；

将所述复合粉体在保护气氛下通入碳源进行化学气相淀积CVD，对所述复合粉体进行包碳处理，得到具有TiO₂/C复合包覆层的介孔氧化亚硅负极材料。

优选的，所述SiO原料为微米级氧化亚硅；

所述保护气氛为N₂气氛或惰性气氛。

进一步优选的，所述微米级氧化亚硅的D50＜10μm。

优选的，所述氢氟酸浓度5wt％-55wt％，刻蚀时间为1～6小时，所述硅氧化物与氢氟酸的质量比为1：2～1：6。

优选的，所述多孔SiO_x的孔为介孔；所述多孔SiO_x的孔径平均直径为 15nm至50nm；所述多孔SiO_x的平均粒径D50为1μm～10μm。

优选的，所述钛源为钛酸四丁酯，所述溶剂为酒精；所述钛源与所述多孔SiO_x的质量比例为100：0.5～2。

优选的，所述碳源为烷类气体、炔类气体、丙酮、天然气和液化石油气中的一种或几种。