[发明专利]一种高首效的锂离子二次电池负极活性材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高首效的锂离子二次电池负极活性材料的制备方法。利用高能球磨法制备出锂硅合金Li4.4Si、Li3.25Si、Li1.71Si，制备方法简单，无污染，安全性高，同时在高能球磨中添加合适的溶剂作为润滑剂，大大提升了合金化反应的效率。将锂硅合金同预球磨的硅粉、石墨、碳制成复合材料，其独特的结构抑制了材料在充放电过程中的体积膨胀，并且其中LixSi的容量高，导电性能优于纯硅，且本身含锂，可以抑制首周SEI膜的生成，提高材料的首周库伦效率，其次，本发明实验结果表明，合成的LixSi脱锂后转化成无定型的硅，有效缓解了充放电过程中的体积变化，故展现出远远超过结晶硅的循环性能。本发明对环境友好，制备方法和仪器设备简单易行，安全性高，适合工业化生产。

主权项

1.一种锂离子电池负极活性材料的制备方法，其特征在于是经过以下步骤：1）将纯度大于99.0%的微米级硅粉在惰性气体的保护下预球磨，得到更小粒径的预球磨硅粉备用；2）将所得到的样品放置在真空干燥箱中，真空干燥10‑24h后取出，得到干燥后的硅粉；3）将纯度大于99.0%的石墨在惰性气体的保护下预球磨，得到更小粒径的预球磨石墨备用；4）在手套箱中将锂片剪至4mm*5mm条状长方形备用；5）将步骤2）得到的硅粉和步骤3）中的条状金属锂置于氧化锆球磨罐中，并添加溶剂作为润滑剂，在惰性气氛下进行高能球磨，之后惰性气氛下置于管式炉中焙烧后得到锂硅合金；6）将步骤1）得到硅粉、步骤3）得到的石墨并添加有机碳源在惰性气氛下高能球磨；7）将步骤6）球磨后得到的样品置于管式炉中，在惰性气氛下进行高温热处理，热处理温度选择500‑900℃，升温速率4‑20℃/min，时间为3‑9h，自然冷却至室温后得到样品；8）将步骤5）和步骤7）得到的样品按质量比为5:95‑25:75在惰性气氛下高能球磨，得到最终的负极活性材料。