銅和混合物組成，混合物中包括硅和二氧化硅，硅分布在二氧化硅基體中，銅占鋰離子負(fù)極材料質(zhì)量的1%。
[0036]按照實施例1中制備扣式電池的方法制成扣式電池，并對該電池進(jìn)行充放電循環(huán)性能測試:首次放電比容量為1386mAh/g，首次效率為76.5%，循環(huán)20次以后充放電效率大于99%，循環(huán)100次后放電比容量為850mAh/g。
[0037]本實施例提供一種鋰離子電池，其負(fù)極包括上述的鋰離子電池負(fù)極材料。
[0038]實施例3
[0039]本實施例提供一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0040](I)將一氧化硅粉體(粒徑為400目)放在坩堝中，并放入氣氛爐中，在氬氣氣氛的保護(hù)下升溫到100(TC，在該溫度下加熱I小時，一氧化硅發(fā)生歧化反應(yīng)生成硅和二氧化硅的復(fù)合材料，由于一氧化硅經(jīng)過高溫灼燒后會發(fā)生團(tuán)聚，所以最終得到的混合物的粒徑較大，該混合物中包括部分未反應(yīng)的一氧化硅以及硅和二氧化硅的復(fù)合材料。在硅和二氧化硅的復(fù)合材料中，硅分布在二氧化硅基體中，且所述硅的粒徑為納米級10nm，硅約占第一混合物質(zhì)量的23%，二氧化硅約占第一混合物質(zhì)量的48%。
[0041](2)將混合物加入球磨罐中，再加入4倍于混合物的重量的球磨珠(大、小球磨珠按照1:1比例加入)。將球磨罐置于行星式球磨機(jī)上，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下將混合物球磨12小時，將該混合物球磨成粒徑為5 μ m的顆粒。
[0042](3)將步驟(I)得到的所述混合物加入到含有銅離子的氫氟酸的水溶液中，步驟(2)中的所述銅離子與步驟(I)中的所述一氧化硅的質(zhì)量比為20:100，反應(yīng)4小時，此時PH值穩(wěn)定在4，過濾、洗滌、干燥，在混合物外鍍上銅，得到鋰離子電池負(fù)極材料，其中，氫氟酸的質(zhì)量濃度為15%，所述銅離子的質(zhì)量濃度為0.5%，最終得到的鋰離子負(fù)極材料由銅和混合物組成，混合物包括硅和二氧化硅，硅分布在二氧化硅基體中，銅占鋰離子負(fù)極材料質(zhì)量的 10% ο
[0043]按照實施例1中制備扣式電池的方法制成扣式電池，并對該電池進(jìn)行充放電循環(huán)性能測試:首次放電比容量為1295mAh/g，循環(huán)100次后放電比容量為845mAh/g。
[0044]本實施例提供一種鋰離子電池，其負(fù)極包括上述的鋰離子電池負(fù)極材料。
[0045]實施例4
[0046]本實施例提供一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0047](I)將一氧化硅粉體(粒徑為800目)放在坩堝中，并放入氣氛爐中，在氬氣氣氛的保護(hù)下升溫到650°C，在該溫度下加熱24小時，一氧化硅發(fā)生歧化反應(yīng)生成硅和二氧化硅的復(fù)合材料，由于一氧化硅經(jīng)過高溫灼燒后會發(fā)生團(tuán)聚，所以最終得到的混合物的粒徑較大，該混合物中包括部分未反應(yīng)的一氧化硅以及硅和二氧化硅的復(fù)合材料。在硅和二氧化硅的復(fù)合材料中，硅分布在二氧化硅基體中，且所述硅的粒徑為納米級lnm，硅約占第一混合物質(zhì)量的6%，二氧化硅約占第一混合物質(zhì)量的13%。
[0048](2)將混合物加入球磨罐中，再加入4倍于混合物的重量的球磨珠(大、小球磨珠按照1:1比例加入)。將球磨罐置于行星式球磨機(jī)上，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下將混合物球磨12小時，將該混合物球磨成粒徑為2 μ m的顆粒。
[0049](3)將步驟(I)得到的所述混合物加入到含有銅離子的氫氟酸的水溶液中，步驟(2)中的所述銅離子與步驟(I)中的所述一氧化娃的質(zhì)量比為25:100,反應(yīng)0.5小時,此時PH值穩(wěn)定在3，過濾、洗滌、干燥，在混合物外鍍上銅，得到鋰離子電池負(fù)極材料，其中，氫氟酸的質(zhì)量濃度為20%，所述銅離子的質(zhì)量濃度為3%，最終得到的鋰離子負(fù)極材料由銅和混合物組成，混合物中包括硅和二氧化硅，硅分布在二氧化硅基體中，銅占鋰離子負(fù)極材料質(zhì)量的20%。
[0050]本實施例提供一種鋰離子電池，其負(fù)極包括上述的鋰離子電池負(fù)極材料。
[0051]實施例5
[0052]本實施例提供一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0053](I)將一氧化硅粉體(粒徑為500目)放在坩堝中，并放入氣氛爐中，在氬氣氣氛的保護(hù)下升溫到1100°C，在該溫度下加熱0.5小時，一氧化硅發(fā)生歧化反應(yīng)生成硅和二氧化硅的復(fù)合材料，由于一氧化硅經(jīng)過高溫灼燒后會發(fā)生團(tuán)聚，所以最終得到的混合物的粒徑較大，該混合物中包括部分未反應(yīng)的一氧化硅以及硅和二氧化硅的復(fù)合材料。在硅和二氧化硅的復(fù)合材料中，硅分布在二氧化硅基體中，且所述硅的粒徑為納米級25nm，硅約占第一混合物質(zhì)量的28%，二氧化硅約占第一混合物質(zhì)量的58%。
[0054](2)將混合物加入球磨罐中，再加入4倍于混合物的重量的球磨珠(大、小球磨珠按照1:1比例加入)。將球磨罐置于行星式球磨機(jī)上，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下將混合物球磨12小時，將該混合物球磨成粒徑為10 μ m的顆粒。
[0055](3)將步驟(I)得到的所述混合物加入到含有銅離子的氫氟酸的水溶液中，步驟
(2)中的所述銅離子與步驟(I)中的所述一氧化硅的質(zhì)量比為15:100，反應(yīng)2小時，此時PH值穩(wěn)定在4，過濾、洗滌、干燥，在混合物外鍍上銅，得到鋰離子電池負(fù)極材料，其中，氫氟酸的質(zhì)量濃度為8%，所述銅離子的質(zhì)量濃度為4%，最終得到的鋰離子負(fù)極材料由銅和混合物組成，混合物中包括硅和二氧化硅，硅分布在二氧化硅基體中，銅占鋰離子負(fù)極材料質(zhì)量的15%。
[0056]本實施例提供一種鋰離子電池，其負(fù)極包括上述的鋰離子電池負(fù)極材料。
[0057]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，其結(jié)構(gòu)為在一氧化硅歧化反應(yīng)后得到的混合物外鍍有銅，所述混合物中包括硅和二氧化硅，硅分布在二氧化硅基體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述硅占所述混合物質(zhì)量的25?33%，所述二氧化硅占所述混合物質(zhì)量的50?67%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述一氧化硅的粒徑為100?800目，所述硅的粒徑為I?50nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述銅占所述混合物與所述銅的質(zhì)量和的I?20%。
5.一種權(quán)利要求1?4任意一項所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)一氧化硅發(fā)生歧化反應(yīng)，得到混合物； (2)在所述混合物外鍍銅，得到鋰離子電池負(fù)極材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)與所述步驟(2)之間還包括步驟(i):將步驟(I)所述混合物磨成粒徑為0.1?1ym的顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中所述一氧化娃歧化反應(yīng)的溫度為650?1100°C,所述歧化反應(yīng)的時間為0.5?24小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)在所述混合物外鍍銅的具體方法為:將步驟(I)得到的所述混合物加入到含有銅離子的氫氟酸的水溶液中，反應(yīng)0.5?4小時，其中，氫氟酸的質(zhì)量濃度為5?20%，所述銅離子的質(zhì)量濃度為0.5?5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，步驟(2)中的所述銅離子與步驟(I)中的所述一氧化硅的質(zhì)量比為(1: 100)?(25:100)。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，其負(fù)極包括權(quán)利要求1?4任意一項所述的鋰離子電池負(fù)極材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法、鋰離子電池，該鋰離子電池負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)為在一氧化硅歧化反應(yīng)后得到的混合物外鍍有銅，所述混合物中包括硅和二氧化硅，硅分布在二氧化硅基體中。一氧化硅歧化反應(yīng)后得到的混合物主要包括硅和二氧化硅的復(fù)合材料，且該硅和二氧化硅的復(fù)合材料為鋰離子電池負(fù)極材料的基體材料，以二氧化硅作為骨架可以緩解硅的體積膨脹。在鋰離子負(fù)極材料中，硅和二氧化硅基體材料與其外的鍍銅層構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)接觸緊密，克服了二氧化硅導(dǎo)電性差的缺點，從而增強了整個負(fù)極材料的導(dǎo)電性，進(jìn)而提高了負(fù)極材料的電化學(xué)性能，提高使用該負(fù)極材料的電池的循環(huán)性能，且銅的價格便宜，降低了負(fù)極材料的成本。
【IPC分類】H01M10-0525, H01M4-36, H01M4-38, H01M4-62, H01M4-134
【公開號】CN104701501
【申請?zhí)枴緾N201310652436
【發(fā)明人】陰山慧, 曾紹忠, 趙志剛, 王秀田, 陳效華
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月6日