具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料、方法及电池与流程

本发明涉及电池，尤其涉及具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料、方法及电池。

背景技术：

1、硅氧碳(sioc)作为锂离子电池高容量负极材料，一直受到重视和研究。与其它锂离子电池负极材料相比，sioc材料具有独特的优势，原料选择性大，制备过程简单。但是，随着人们对电池性能的高要求的不断追求，现有的含有硅氧碳sioc的负极材料在倍率性能和循环性能稳定性方面，无法满足人们对高倍率性能和高循环稳定性方面的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料、方法及电池，该制备方法具有较好的倍率性能和循环稳定性的碳氧硅负极材料。

2、本申请的一些实施方式提供了一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料的制备方法。以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。

3、第一方面，本发明提供一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料的制备方法，包括：

4、s10，将苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物在含有聚乙烯醇的碱性溶液中缩聚反应，得到聚合物前驱体；

5、s20，高温烧结所述聚合物前驱体，得到所述长循环稳定性的硅氧碳负极材料。

6、作为第一方面的一个实施例，所述s10，包括：

7、s11，在弱酸溶液中，水解所述苯基三乙氧基硅氧烷，得到所述苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物；

8、s12，将所述聚乙烯醇分散在弱碱溶液中，搅拌，使所述聚乙烯醇完全溶解，得到所述聚乙烯醇的碱性溶液；

9、s13，将所述苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物加入到所述聚乙烯醇的碱性溶液中，搅拌，得到所述聚合物前驱体。

10、作为第一方面的一个实施例，所述s20，包括：

11、s21，将所述聚合物前驱体用去离子水和乙醇洗涤、离心分离、烘干；

12、s22，将烘干后的所述聚合物前驱体，放置在氮气气氛中，升温热解后冷却至室温，得到所述长循环稳定性的硅氧碳负极材料。

13、作为第一方面的一个实施例，所述弱酸溶液中含有0.3-0.8ml的第一浓度的盐酸溶液、0.8-1.5ml的去离子水和2-6ml的乙醇，所述苯基三乙氧基硅氧烷的体积为0.6-1ml。

14、作为第一方面的一个实施例，所述第一浓度的盐酸溶液的浓度为小于0.1mol/l。

15、作为第一方面的一个实施例，所述弱碱溶液为含有氨水的混合溶液。

16、作为第一方面的一个实施例，所述s2包括：将30-50mg的所述聚乙烯醇均匀分散在0.3-0.8ml氨水和10-20ml去离子水的混合溶液中，磁力搅拌下水浴加热，使所述聚乙烯醇完全溶解，得到所述聚乙烯醇的碱性溶液。

17、作为第一方面的一个实施例，所述苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物在氨溶液水中的缩聚反应时间为40-60h。

18、作为第一方面的一个实施例，所述氨水溶液的浓度为28wt％。

19、作为第一方面的一个实施例，在所述s3中，在氮气气氛中，所述升温热解的温度为850～950℃，所述升温热解时的升温速率为5℃/min。

20、作为第一方面的一个实施例，所述热解的时间为1-3h。

21、第二方面，本发明还公开一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料，上述第一方面实施例的制备方法制备而成。

22、第三方面，本发明还公开一种电池，包括第二方面所述的具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料。

23、本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

24、根据本发明实施例的具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料的制备方法，该方法通过向苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物中加入聚乙烯醇，利用聚乙烯醇与苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物在碱性条件下发生共缩聚反应，以改变聚合物前驱体的组成，从而制备出含碳量和导电性较高的硅氧碳负极材料。与现有方法制备的硅氧碳负极材料相比，本发明的方法制备得到的硅氧碳负极材料的比容量、倍率性能和循环稳定性明显优于现有方法制备的硅氧碳负极材料。此外，制备该多孔负极的方法制备工艺简单，易于推广。

技术特征：

1.一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s10，包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s20，包括：

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述弱酸溶液中含有0.3-0.8ml的第一浓度的盐酸溶液、0.8-1.5ml的去离子水和2-6ml的乙醇，所述苯基三乙氧基硅氧烷的体积为0.6-1ml。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一浓度的盐酸溶液的浓度为小于0.1mol/l。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述弱碱溶液为含有氨水的混合溶液。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述s21包括：将30-50mg的所述聚乙烯醇均匀分散在0.3-0.8ml氨水和10-20ml去离子水的混合溶液中，磁力搅拌下水浴加热，使所述聚乙烯醇完全溶解，得到所述聚乙烯醇的碱性溶液。

8.根据权利要求2-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物在氨溶液水中的缩聚反应时间为40-60h。

9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述氨水溶液的浓度为28wt％。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述s22中，在氮气气氛中，升温热解的温度为850～950℃，所述升温热解时的升温速率为5℃/min。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述热解的时间为1-3h。

12.一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料，其特征在于，由权利要求1-10任一项所述的制备方法制备而成。

13.一种电池，其特征在于，包括权利要求11所述的具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料。

技术总结
本发明提供一种具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料、方法及电池，属于电池技术领域，其中，制备方法包括将苯基三乙氧基硅氧烷的水解产物在含有聚乙烯醇的碱性溶液中缩聚反应，得到聚合物前驱体；高温烧结所述聚合物前驱体，得到所述长循环稳定性的硅氧碳负极材料。本发明实施例的具有长循环稳定性的硅氧碳负极材料的制备方法，制备工艺简单，可得到具有较好的倍率性能和循环稳定性的碳氧硅负极材料。

技术研发人员：解志成,方耀国,江泰志,张雅,陈一宏,程骞
受保护的技术使用者：上海轩邑新能源发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13