1.本发明涉及一种预锂化硅氧复合材料、制备方法和应用。
背景技术:
2.氧化亚硅在首次嵌锂过程中有不可逆的硅酸锂及氧化锂生成,导致氧化亚硅首次效率低。当与现有正极体系匹配制作全电池时,正极有限的锂离子在首次充电嵌入氧化亚硅后,无法有效脱出,因而,硅基高容量的特性难以发挥。
3.为了提升氧化亚硅的首次效率,业内发展了多种材料的预补锂技术,通过在硅基材料中预先补充部分锂来减少充放电过程中的不可逆容量损失。通常采用通过直接对硅氧材料进行热掺杂、氧化还原、电化学反应等方法预先进行部分掺锂的预锂化方案。
4.采用热掺杂及氧化还原的方法进行预锂化受到广泛关注。此种预锂化处理方法具备不改变材料在后端电池制备过程中的加工工艺的优势。相比工艺复杂条件苛刻的氧化还原法,热掺杂及氧化还原处理方法简便且利于产业化。但同时也面临着晶粒生长、预锂化程度低、首效无法大幅提高、循环性能差等问题。
技术实现要素:
5.为解决现有技术中存在的预锂化处理后的氧化亚硅的首次效率低的技术问题,本发明实施例提供一种预锂化硅氧复合材料、制备方法和应用。
6.本发明实施例通过下述技术方案实现:
7.第一方面,本发明实施例提供一种预锂化硅氧复合材料,包括:
8.内核,内核为非晶体sio
x
,其中,0.8≤x≤1.2;
9.li2sio3中间层,包覆于内核外,所述li2sio3中间层包括若干li2sio3晶粒,若干li2sio3晶粒中分散有非晶硅;以及碳包覆层,包覆于li2sio3中间层外。
10.进一步的,所述li2sio3晶粒<15nm。
11.进一步的,非晶体sio
x
的粒径d50为3.5-8um,粒径d100<19um。
12.进一步的,所述碳包覆层为有机碳包覆层;所述有机碳包覆层的碳源包括乙炔、丙烯、丁二烯、甲烷、环己烷、苯或甲苯中的任意一种;所述非晶硅为无定型纳米硅。
13.第二方面,本发明实施例提供一种预锂化硅氧复合材料,采用所述预锂化硅氧复合材料前驱体通过微波烧结制成。
14.第三方面,本发明实施例提供一种所述预锂化硅氧复合材料的制备方法,包括:
15.在氧化亚硅表面包覆有机碳源制备得到碳包覆的非晶氧化亚硅;
16.锂源与碳包覆的非晶氧化亚硅在保护气氛下混合均匀得到预锂化硅氧复合材料前驱体;
17.预锂化硅氧复合材料前驱体在保护气氛下微波烧结完成预锂化反
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我是此专利(论文)的发明人(作者)