[发明专利]硬碳稳定锂硅合金负极及电池

权利要求书

1.一种硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，原料包括金属锂、硅和硬碳，活化后负极具有无定形锂硅合金；负极活化后具有富锂相Li₁₅Si₄、LiC₆，所述富锂相呈三维织构状；负极中所述金属锂和含硅层的Li/含硅层容量比为0.6以上；负极中硅的质量在硅和硬碳总质量中的占比为20％-80％。

2.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极中所述金属锂和含硅层的Li/含硅层容量比为0.8±0.1。

3.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极中硅的质量在硅和硬碳总质量中的占比为30％-60％。

4.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极中硅的质量在硅和硬碳总质量中的占比为40％±5％。

5.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极中原料硅和硬碳均为平均粒径在8μm以下的微米级颗粒。

6.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，活化后负极中硅的平均粒径为1.5±1.2μm，硬碳的平均粒径为2±1.5μm。

7.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极包括含硅层和锂片，所述含硅层由硅颗粒和硬碳颗粒混合构成，所述含硅层比容量为900～3000mAh/g，厚度为5-100μm。

8.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极包括含硅层和锂片，所述含硅层由硅颗粒和硬碳颗粒混合构成，所述含硅层比容量为1500～2500mAh/g，厚度为15-40μm。

9.根据权利要求1所述的硬碳稳定锂硅合金锂电池负极，其特征在于，负极的负载为1mAh/cm²以上，或者2mAh/cm²以上，或者3.6mAh/cm²以上，或者4mAh/cm²以上，或者5mAh/cm²以上，或者6mAh/cm²以上。

10.一种电池，其特征在于，包含权利要求1-9任一项所述硬碳稳定锂硅合金锂电池负极。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，电池的稳定工作温度为5℃-75℃。

12.权利要求10所述的电池的制备方法，其特征在于，采用硅颗粒和硬碳颗粒混合研磨后，与粘结剂混合制成含硅层；将含硅层与锂片相邻设置作为负极，加压条件下完成电池组装，进行至少一个周期的循环活化即得。

13.根据权利要求12所述的电池的制备方法，其特征在于，电池组装过程中压力为5t以上。

14.根据权利要求12所述的电池的制备方法，其特征在于，电池组装过程中压力为7t-10t。

15.根据权利要求12所述的电池的制备方法，其特征在于，循环活化在0.1C-0.5C倍率下进行1-2周。