本發(fā)明涉及儲能，特別是涉及一種負(fù)載型六氟硅酸鋰及其制備方法、石墨負(fù)極片及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前，以石墨為負(fù)極的鋰離子電池具有優(yōu)良的電化學(xué)性能和成本優(yōu)勢，但是受限于石墨本身的層狀結(jié)構(gòu)以及鋰離子的溶劑化作用，導(dǎo)致石墨負(fù)極離子傳輸速率緩慢，整個鋰離子電池的快充能力受限，同時在長時間的循環(huán)中存在嚴(yán)重的安全隱患。為了提高石墨負(fù)極的快充能力，現(xiàn)有技術(shù)通過對石墨負(fù)極摻雜設(shè)計、表面化學(xué)修飾等方式來提升石墨負(fù)極的離子傳輸速率和快充性能，但是，這些方法會客觀的增加負(fù)極表面的反應(yīng)活性，在長時間的快充循環(huán)過程中，會造成負(fù)極不可逆鋰的堆積或表面sei膜的不斷刷新增厚，嚴(yán)重?fù)p害鋰離子電池。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述問題，提供一種負(fù)載型六氟硅酸鋰及其制備方法、石墨負(fù)極片及其制備方法和應(yīng)用，通過將六氟硅酸鋰原位生長于多孔無機(jī)化合物載體上，應(yīng)用于石墨負(fù)極片時能夠有效改善快充能力和循環(huán)穩(wěn)定性。

2、一種負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法，包括以下步驟：

3、在惰性氣氛下，將多孔無機(jī)化合物載體和六氟硅酸鋰前驅(qū)體置于非水溶劑中，并調(diào)節(jié)ph至酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，使所述六氟硅酸鋰前驅(qū)體在所述多孔無機(jī)化合物載體上原位反應(yīng)生成六氟硅酸鋰，反應(yīng)結(jié)束后分離得到負(fù)載型六氟硅酸鋰。

4、在其中一個實施例中，所述負(fù)載型六氟硅酸鋰中六氟硅酸鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-70%。

5、在其中一個實施例中，所述多孔無機(jī)化合物載體還滿足以下條件中的至少一個：

6、（1）所述多孔無機(jī)化合物載體選自多孔sio載體、多孔sio2載體、多孔sb2o3載體、多孔al2o3載體、多孔tio2載體、多孔moo2載體、多孔moo3載體、多孔mgo載體、多孔硅酸鹽載體、多孔鋁酸鹽載體或多孔鈦酸鹽載體中的至少一種；

7、（2）所述多孔無機(jī)化合物載體的d50粒徑為5μm-20μm，比表面積為1000m2/g-2000m2/g，孔體積為0.5cm3/g-1.5cm3/g，孔徑為1nm-10nm；

8、（3）在將所述多孔無機(jī)化合物載體置于非水溶劑之前，還對所述多孔無機(jī)化合物載體依次進(jìn)行煅燒處理、酸洗處理和水洗處理。

9、在其中一個實施例中，所述非水溶劑選自非質(zhì)子性溶劑。

10、在其中一個實施例中，反應(yīng)時，ph為4-6，溫度為70℃-120℃。

11、本發(fā)明還提供一種所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法制備的負(fù)載型六氟硅酸鋰。

12、本發(fā)明還提供一種石墨負(fù)極片，包括集流體和附著于所述集流體表面的石墨材料層，所述石墨材料層的表面還附著有所述負(fù)載型六氟硅酸鋰。

13、在其中一個實施例中，所述負(fù)載型六氟硅酸鋰的用量為所述石墨材料層中石墨質(zhì)量的1倍-10倍。

14、本發(fā)明還提供一種所述石墨負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟：

15、提供預(yù)制石墨負(fù)極片，所述預(yù)制石墨負(fù)極片包括集流體和附著于所述集流體表面的石墨材料層；

16、將負(fù)載型六氟硅酸鋰分散于非水溶劑中，得到分散液，將所述分散液置于所述預(yù)制石墨負(fù)極片的石墨材料層表面，干燥后得到石墨負(fù)極片。

17、本發(fā)明還提供一種鋰離子電池，包括所述的石墨負(fù)極片。

18、本發(fā)明中，在多孔無機(jī)化合物載體表面或孔道中原位合成六氟硅酸鋰后，得到的負(fù)載型六氟硅酸鋰具有多級孔隙結(jié)構(gòu)，不僅具有優(yōu)異的離子吸附性能，而且其多級孔隙的相互連通性為離子提供了豐富的傳輸通道，有效縮短了離子的傳輸距離，加速了離子的傳輸速率，進(jìn)而將其應(yīng)用于石墨負(fù)極片時，能夠有效改善石墨負(fù)極片的快充能力和循環(huán)穩(wěn)定性。此外，負(fù)載型六氟硅酸鋰與石墨負(fù)極材料之間具有良好的界面黏附力，既可以使得電解液充分浸潤，又能避免電極與電解液之間過量副反應(yīng)的發(fā)生，不僅可以有效促進(jìn)在電極/電解質(zhì)界面形成穩(wěn)定的界面保護(hù)層，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性，也能有效提高石墨負(fù)極片的離子電導(dǎo)率，改善石墨負(fù)極片的快充性能。

19、因此，將本發(fā)明制備的負(fù)載型六氟硅酸鋰應(yīng)用于石墨負(fù)極片時，能夠有效改善快充能力和循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法，其特征在于，所述負(fù)載型六氟硅酸鋰中六氟硅酸鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-70%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法，其特征在于，所述多孔無機(jī)化合物載體還滿足以下條件中的至少一個：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法，其特征在于，所述非水溶劑選自非質(zhì)子性溶劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法，其特征在于，反應(yīng)時，ph為4-6，溫度為70℃-120℃。

6.一種如權(quán)利要求1至權(quán)利要求5任一項所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法制備的負(fù)載型六氟硅酸鋰。

7.一種石墨負(fù)極片，其特征在于，包括集流體和附著于所述集流體表面的石墨材料層，其特征在于，所述石墨材料層的表面還附著有如權(quán)利要求6所述的負(fù)載型六氟硅酸鋰。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石墨負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)載型六氟硅酸鋰的用量為所述石墨材料層中石墨質(zhì)量的1倍-10倍。

9.一種如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的石墨負(fù)極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的石墨負(fù)極片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種負(fù)載型六氟硅酸鋰及其制備方法、石墨負(fù)極片及其制備方法和應(yīng)用，所述負(fù)載型六氟硅酸鋰的制備方法包括：在惰性氣氛下，將多孔無機(jī)化合物載體和六氟硅酸鋰前驅(qū)體置于非水溶劑中，并調(diào)節(jié)pH至酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，使六氟硅酸鋰前驅(qū)體在多孔無機(jī)化合物載體上原位反應(yīng)生成六氟硅酸鋰，反應(yīng)結(jié)束后分離得到負(fù)載型六氟硅酸鋰。所述石墨負(fù)極片包括集流體和附著于集流體表面的石墨材料層，石墨材料層的表面還附著有負(fù)載型六氟硅酸鋰。本發(fā)明通過將六氟硅酸鋰原位生長于多孔無機(jī)化合物載體上，應(yīng)用于石墨負(fù)極片時，能夠有效提高石墨負(fù)極片的離子電導(dǎo)率，因此能夠有效改善快充能力和循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：林寧,錢勇,田晉偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：甬江實驗室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19