[发明专利]一种粉体预锂化硅基负极材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种粉体预锂化硅基负极材料及其制备方法和应用，本发明首先制备得到含锂碳硼烷簇合物包覆的氧化亚硅材料，然后经过分段式升温烧结，使含锂碳硼簇合物中的硼元素不断向硅基材料中扩散，替代部分硅原子，形成替位式掺杂，提高空位载流浓度，从而提高硅材料的本征电子电导率。同时，高温烧结过程中，含锂碳硼烷簇合物中未完全反应的锂离子与氧化亚硅反应，进一步形成偏硅酸锂、硅酸锂、氧化锂等副产物实现预锂化，从而提高由此材料制成的电池的首次库伦效率。进而通过化学气相沉积在材料表面形成均匀致密的碳层，可以弥补碳硼烷簇合物碳化形成碳层相对较为疏松多孔的缺陷，从而进一步提高材料的循环稳定性。

主权项

1.一种粉体预锂化硅基负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、在无水无氧的环境下，将碳硼烷簇合物加入到有机锂溶液中反应，得到混合液；S2、将氧化亚硅加入混合液中浸泡后得到混合物，混合物干燥后得到含锂碳硼烷簇合物包覆的氧化亚硅材料；S3、将含锂碳硼烷簇合物包覆的氧化亚硅材料置于惰性气体中进行烧结，冷却后得到烧结物料；S4、烧结物料先用酸进行酸洗除杂后，再洗涤至中性，干燥后得到干燥物料；S5、将干燥物料置于惰性气体中，通入碳源气体进行化学气相沉积，冷却至室温后得到致密包覆材料；S6、将致密包覆材料破碎成粉末状颗粒后与石墨混合，制备得到粉体预锂化硅基负极材料。