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一種硅負(fù)極活性物質(zhì)及其制備方法和制得的硅烯鋰電池與流程

文檔序號(hào):11956646閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于鋰離子電池的硅負(fù)極活性物質(zhì),其特征在于,由以下原料混合后于惰性氣體條件下加熱熔融制成:按重量份計(jì),硅源100-150份,石墨烯類物質(zhì)10-50份,硼砂3-8份,Nd 1-5份,Ge 1-5份,Sb 2-7份,Se 3-8份,Bi 1-3份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅負(fù)極活性物質(zhì),其特征在于,按重量份計(jì),硅源120-140份,石墨烯類物質(zhì)30-40份,硼砂3-5份,Nd 1-2份,Ge 1-2份,Sb 2-3份,Se 3-5份,Bi 1-2份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅負(fù)極活性物質(zhì),其特征在于,所述硅源包括以下三種硅源中的任一種或多種;

第一硅源為硅粉、二氧化硅、硅酸鹽中的任一種或多種;

第二硅源為甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷中的任一種或多種;

第三硅源為硅烷烴、環(huán)硅烷烴、二氯硅烷、三氯硅烷中的任一種或多種;

優(yōu)選地,所述硅源包括三種硅源,所述第一硅源、所述第二硅源與所述第三硅源的重量比例為6-8:3-5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅負(fù)極活性物質(zhì),其特征在于,所述石墨烯類物質(zhì)在進(jìn)行熔融前,還經(jīng)過以下處理:

將石墨烯類物質(zhì)粉碎至50μm以下,然后于300-500W功率的微波條件下處理3-5min,冷卻即可。

5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的硅負(fù)極活性物質(zhì)的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

將各原料混合后,以3-5℃/s的升溫速率升溫至1300-1500℃,保溫3-5min,然后以3-5℃/min的降溫速率冷卻至室溫即可。

6.一種用于鋰離子電池的硅負(fù)極,其特征在于,包括集流體,所述集流體上涂覆以下物質(zhì):權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的硅負(fù)極活性物質(zhì)經(jīng)碾磨制得的活性物質(zhì)粉末、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅負(fù)極,其特征在于,所述粘結(jié)劑為羥甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的混合物,所述粘結(jié)劑的添加量為所述活性物質(zhì)粉末重量的3%-5%;

優(yōu)選地,所述羥甲基纖維素、所述聚乙烯吡咯烷酮、所述聚乙烯醇的重量比例為2:1-2:0.5-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅負(fù)極,其特征在于,所述活性物質(zhì)的粒徑為50μm以下,優(yōu)選為5-20μm。

9.一種硅烯鋰離子電池,其特征在于,包括正極、權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的硅負(fù)極、位于正負(fù)極之間的隔膜以及電解液;

所述正極的活性物質(zhì)優(yōu)選為磷酸鐵鋰。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅烯鋰離子電池,其特征在于,所述電池為疊片式結(jié)構(gòu),正極集流體為鋁箔,負(fù)極集流體為銅箔。

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