[发明专利]一种预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法

摘要

本发明公开了一种预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，以氧化亚硅、惰性锂粉、1‑氟癸作为原材料，有机溶剂为溶剂实现了硅基负极的预锂化处理并同时形成了人造SEI膜，与现有技术相比，具有以下优点：(1)硅基负极的预锂化处理有效提高了首次库伦效率；(2)预锂化的同时完成了SEI膜的包覆，无需在硅氧体系上用CVD进行碳包覆，节约了成本；(3)同时包覆了有机和无机SEI膜，且膜包覆均匀致密，厚度更容易控制，操作方便，Si+SiO2矩阵粉体的预锂化，进一步提高硅氧体系下的收效；人造SEI膜和电池循环产生的SEI膜可以协同工作，更好的保护锂离子电池负极。

主权项

1.一种预锂化电池硅基负极并同时形成SEI膜的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)以氧化亚硅、惰性锂粉、1‑氟癸作为原材料，有机溶剂作为溶剂；(2)干燥空气中，将惰性锂粉物理混合在有机溶剂中，分散均匀形成溶液A备用，其中惰性锂粉在溶液A中的浓度为5wt％；(3)干燥空气中，将1‑氟癸混合在有机溶剂中分散均匀，形成溶液B备用，1‑氟癸在溶液B中的浓度为3g/L‑12g/L；(4)取部分溶液B，将氧化亚硅加入到溶液B中，加热至50‑70℃搅拌均匀，使1‑氟癸均匀的包覆在氧化亚硅表面，形成溶液C；其中溶液C中1‑氟癸与氧化亚硅的质量比控制为1:4.5‑4:3；(5)将溶液A加入到溶液C中去，形成溶液D；其中控制惰性锂粉与氧化亚硅的摩尔比为1:1‑1:100；(6)并在真空状态下，对溶液D进行搅拌，逐渐升温至50‑300℃，维持温度搅拌6‑48h；期间惰性锂粉与氧化亚硅表面的1‑氟癸反应形成最初态SEI膜；(7)反应结束后，将溶液D继续升温至300℃，所有的有机溶剂蒸发，流行粉体A；将粉体A加热到600℃‑1000℃并保持0.5h‑5h后逐渐降至室温形成粉体B；(8)再取部分溶液B，用量与步骤(4)相同，将粉体B加入到溶液B中形成溶液F，按步骤(6)、(7)的过程，对溶液F重复溶液D的操作步骤最终得到粉体C，粉体C的表面在最初态SEI膜外镀上一层新的人造SEI膜，即得新的预锂化负极；且表面预锂化和SEI膜的覆盖均匀致密。