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預(yù)鋰化硅氧復(fù)合材料及制備方法和應(yīng)用與流程

1121   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:四川金匯能新材料股份有限公司  
2023-10-26 11:45:06
1.本發(fā)明涉及一種預(yù)鋰化硅氧復(fù)合材料及制備方法和應(yīng)用。 背景技術(shù): 2.氧化亞硅在首次嵌鋰過程中有不可逆的硅酸鋰及氧化鋰生成,導(dǎo)致氧化亞硅首次效率低。當(dāng)與現(xiàn)有正極體系匹配制作全電池時,正極有限的鋰離子在首次充電嵌入氧化亞硅后,無法有效脫出,因而,硅基高容量的特性難以發(fā)揮。 3.為了提升氧化亞硅的首次效率,業(yè)內(nèi)發(fā)展了多種材料的預(yù)補鋰技術(shù),通過在硅基材料中預(yù)先補充部分鋰來減少充放電過程中的不可逆容量損失。通過直接對硅氧材料進行熱摻雜或氧化還原反應(yīng)預(yù)先進行部分摻鋰的預(yù)鋰化方案,因不改變材料在后端電池制備過程中的加工工藝而受到廣泛關(guān)注。 4.但預(yù)鋰化后由于表面殘鋰的存在導(dǎo)致在水系中漿料堿性偏高,且預(yù)鋰化過程中由于氧化亞硅中si-o的“o”組分被更多轉(zhuǎn)化為li2o、li2sio3、li2si2o5等組分,si-o中的剩余的“si”容易聚集甚至長大,硅晶粒的生長一方面導(dǎo)致脫嵌鋰過程中絕對體積變化大,不利于極片結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,進而導(dǎo)致循環(huán)性能變差;另一方面si微晶的產(chǎn)生在堿性水溶液體系下容易反應(yīng)生成h2,耐水性差不利于漿料穩(wěn)定、且影響涂布均勻等加工性能,進而也導(dǎo)致最終電池性能不理想的問題。 技術(shù)實現(xiàn)要素: 5.為解決現(xiàn)有技術(shù)中氧化亞硅預(yù)鋰化處理后由于硅晶粒的生長使脫嵌鋰過程中絕對體積變化大而導(dǎo)致電池循環(huán)性能變差的技術(shù)問題,本發(fā)明實施例提供一種預(yù)鋰化硅氧復(fù)合材料及制備方法和應(yīng)用。 6.本發(fā)明實施例通過下述技術(shù)方案實現(xiàn): 7.第一方面,本發(fā)明實施例提供一種預(yù)鋰化硅氧復(fù)合材料的制備方法,所述制備方法中氧化亞硅在預(yù)鋰化反應(yīng)之前先與金屬鹽混合均勻再和預(yù)鋰化試劑混勻進行預(yù)鋰化反應(yīng)。 8.進一步的,所述制備方法包括: 9.將氧化亞硅粉體與金屬鹽混合均勻,得到第一混合物; 10.將第一混合物與預(yù)鋰化試劑混勻,在保護氣氛下進行預(yù)鋰化反應(yīng),得到預(yù)鋰化硅氧粉體; 11.在保護氣氛下,將預(yù)鋰化硅氧粉體與氣相有機碳源進行碳包覆,得到預(yù)鋰化硅氧復(fù)合材料; 12.其中,所述金屬鹽與氧化亞硅及預(yù)鋰化試劑在1000℃以下不反應(yīng),所述金屬鹽的熔融溫度為400-750℃。 13.進一步的,所述在保護氣氛下,預(yù)鋰化粉體與氣相有機碳源進行碳包覆,得到預(yù)鋰化硅氧復(fù)合材料,包括: 14.在保護氣氛下,將預(yù)鋰化硅氧粉體與氣相有機碳源進行碳包覆,得到碳包覆的預(yù)鋰化硅氧粉體; 15.去除碳包覆的預(yù)鋰化
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