(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111596499.3 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 安徽科达新材 料有限公司 地址 243000 安徽省马鞍山市 当涂经济开 发区金柱中路大唐当涂电厂旁 (72)发明人 梅海龙　赵志伟　冷九够　何自国　 张奎　高凡　付健　戴涛　 (74)专利代理 机构 马鞍山市金桥专利代理有限 公司 341 11 代理人 吴方舟 (51)Int.Cl. C01B 33/113(2006.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/48(2010.01) H01M 4/583(2010.01)H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种高首效氧化 亚硅负极及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种高首效氧化亚硅负极及 其制备方法， 涉及储能材料技术领域， 为解决氧 化亚硅负极材料的首效或容量性能不佳， 严重制 约了氧化亚硅负极的推广和使用的问题； 本发明 包括将碳包覆后的氧化亚硅和氢化锂在惰性气 体氛围下物理混合； 将混合后的物料转移到加热 装置中， 在惰性气体氛围下加热碳化； 将碳化后 的物料进行打散； 本发明， 工艺简单， 成本低， 易 于产业化， 强还原剂氢化锂可以显著提升氧化亚 硅负极材料的首效， 还原前先进行碳包覆可以控 制强还原剂氢化锂的还原速度， 确保有效降低硅 的晶粒尺寸， 以降低材料的化学膨胀， 大幅提升 循环性能。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114275785 A 2022.04.05 CN 114275785 A 1.一种高首效氧化 亚硅负极的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下 具体步骤： S1、 将碳包覆后的氧化 亚硅和氢化锂在惰性气体氛围下物理混合； S2、 将混合后的物料转移到加热装置中， 在惰性气体氛围下加热碳 化； S3、 将碳化后的物料进行打散 。 2.根据权利要求1所述的一种高首效氧化亚硅负极的制备方法， 其特征在于： 所述步骤 S1中， 碳包覆后的氧化 亚硅D50为0.1‑10 μm， 包覆方式为固相、 气相、 液相中的一种或多种。 3.根据权利要求1所述的一种高首效氧化亚硅负极的制备方法， 其特征在于： 所述步骤 S1中， 氢化锂纯度≥95％； 氢化锂的加入比例为2 ‑20wt％。 4.根据权利要求1所述的一种高首效氧化亚硅负极的制备方法， 其特征在于： 所述步骤 S1中， 混合装置为VC机、 三维混合机、 融合机中的一种； 惰性气体为氮气、 氩气、 氦气中的一 种或多种。 5.根据权利要求1所述的一种高首效氧化亚硅负极的制备方法， 其特征在于： 所述步骤 S2中， 加热装置为辊道窑、 回转窑、 推板窑、 热包釜、 带加热装置的融合或VC机； 加热温度为 600‑1000℃， 加热时间为0.5 ‑12小时， 惰性气体为氮气、 氩气、 氦气中的一种或多种。 6.根据权利要求1所述的一种高首效氧化亚硅负极的制备方法， 其特征在于： 所述步骤 S3中， 打散装置为机械粉碎机、 整形机、 气流粉碎机、 VC机、 融合机； 打散后物料的粒度为2 ‑ 15 μm。 7.一种高首效氧化亚硅负极， 其特征在于， 采用权利要求1至6任意一项所述的制备方 法制得。 8.根据权利要求7所述的一种高首效氧化亚硅负极， 其特征在于： 所述高首效氧化亚硅 负极容量大于120 0.0mAh/g， 首效大于90.0 0％。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114275785 A 2一种高首效氧化亚 硅负极及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及储能材 料技术领域， 具体为 一种高首效氧化 亚硅负极及其制备 方法。 背景技术 [0002]近年来， 随着锂离子电池的广泛应用， 动力、 数码、 电动工具等市场对锂离子电池 能量密度要求也越来越高， 在负极材料方面， 传统的石墨负极能量密度已经接近天花板， 已 经难以满足高能量密度电池的需求。 硅基材料 因高达4200mAh/g的理论比容量而备 受关注， 但其在充放电过程中， 体积膨胀高达300％， 导致可逆容量低， 循环 性能差， 目前一直没有很 好的方法解决。 [0003]而氧化亚硅负极材料由于具有高的 比容量， 以及较低的体积膨胀(150 ‑200％)备 受人们关注。 氧化亚硅中二氧化硅的存在一定程度上缓解了硅在嵌锂过程的体积膨胀， 但 是因为二氧化硅在首次充放电过程中会形成不可逆的硅酸锂， 影响氧化亚硅的实际首效发 挥。 目前普通的氧化亚硅首效一般在75％左右， 相对于石墨9 4％的首效较低， 严重制约了氧 化亚硅负极的推广和使用。 [0004]目前， 针对上述问题， 研究者主要通过加入锂盐或者金属还原剂提前将二氧化硅 生成硅酸盐或者还原成硅单质来提升首效。 例如公开号为CN110993900A， 名称为 《一种硅酸 镁‑碳包覆氧化亚硅复合负极材料及其制备方法》 的发明申请， 其中通过加入镁粉、 氧化镁 来生成硅酸镁提升首效， 首效可达90％， 但是即使复配石墨后只能提升到容量700mAh/g； 再 例如公开号为CN111900369A， 名称为 《一种预锂化氧化亚硅/碳复合材料及制备方法和应 用》 的发明申请， 其通过加入锂化合物来进行预锂化， 然后再气相包覆的方式， 但首效也只 能达到82％的水平。 此外， 为了解决上述问题， 往往需要采用复杂或流程较长的方法； 因此， 亟需一种高首效氧化 亚硅负极及其制备 方法来解决这个问题。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种高首效氧化亚硅负极及其制备方法， 以解决氧化亚硅 负极材料的首效或容 量性能不佳， 严重制约了氧化 亚硅负极的推广和使用的问题。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种高首效氧化亚硅负极的制 备方 法， 包括以下 具体步骤： [0007]S1、 将碳包覆后的氧化 亚硅和氢化锂在惰性气体氛围下物理混合； [0008]S2、 将混合后的物料转移到加热装置中， 在惰性气体氛围下加热碳 化； [0009]S3、 将碳化后的物料进行打散 。 [0010]优选的， 步骤S1中， 碳包覆后的氧化亚硅D50为0.1 ‑10μm， 包覆方式为固相、 气相、 液相中的一种或多种。 [0011]优选的， 步骤S1中， 氢化锂纯度≥95％； 氢化锂的加入比例为2 ‑20wt％。 [0012]优选的， 步骤S1中， 混合装置为VC机、 三维混合机、 融合机中的一种； 惰 性气体为氮 气、 氩气、 氦气中的一种或多种。说　明　书 1/3 页 3 CN 114275785 A 3