1.本发明涉及锂电池材料技术领域，特别涉及一种低膨胀的硅基负极材料及其制备方法和应用。
背景技术：
2.为了提高锂离子电池的能量密度，正极材料选用高克容量的三元材料，正从5系走向8系，甚至超高镍。随着4680大圆柱的催化和正极能量密度推进触及瓶颈，更高克容量的硅负极或迎来放量拐点。硅负极理论克容量是商用石墨的10倍以上，但导电性差、体积膨胀等问题制约了硅材料在负极上的商业化应用。
3.硅在与li进行合金化的过程中体积膨胀可达300%以上，而氧化亚硅的膨胀率在118%左右，循环性能相对较好。这是由于氧化亚硅的结构为纳米硅团簇均匀地分散在二氧化硅基质中，首次嵌锂的过程中，二氧化硅和锂离子反应生成不可逆的金属锂氧化物li
x
o及锂硅化合物，可有效缓冲脱嵌锂产生的体积膨胀，从而具有相对较好的循环性能。但是氧化亚硅的膨胀依然不能满足电池日益发展的应用要求，进一步降低氧化亚硅的膨胀从而提高电池的循环寿命是目前的主要研究方向。
技术实现要素：
4.本发明实施例提供了一种低膨胀的硅基负极材料及其制备方法和应用，将氧化亚硅沉积在三维枝状的气相二氧化硅的表面，三维枝状的气相二氧化硅构成的网络结构具有高强度和高韧性的特性，在脱嵌锂的过程中可以分散氧化亚硅体积膨胀收缩的应力，降低材料的膨胀率，提高材料的循环性能。此外，本发明实施例将氧化亚硅在三维枝状气相二氧化硅的表面沉积时，在枝状间保留了部分孔隙，也为氧化亚硅脱嵌锂时体积膨胀收缩预留了空间。本发明制备得到的硅基负极材料是通过气态的氧化亚硅沉积在气相二氧化硅表面实现的，因此三维枝状的气相二氧化硅在氧化亚硅颗粒内部分散更加均匀，进而对膨胀的缓解能力也更均匀。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种低膨胀的硅基负极材料，所述硅基负极材料包括: 氧化亚硅基体、以及均匀分散在所述氧化亚硅基体中的三维枝状的气相二氧化硅；所述三维枝状的气相二氧化硅的质量占所述氧化亚硅基体的质量的百分比为0.1%-10%；所述三维枝状的气相二氧化硅的链状聚集体的尺寸在100nm-500nm之间；生成所述三维枝状的气相二氧化硅的原生粒子的粒径在7nm-40nm之间。
6.优选的，所述硅基负极材料的颗粒的平均粒径d
50
在1nm-100μm之间；所述硅基负极材料的比表面积在0.5m2/g-50m2/g之间。
7.优选的，所述硅基负极材料还包括：碳包
声明：
“低膨胀的硅基负极材料及其制备方法和应用与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：溧阳天目先导电池材料科技有限公司
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2025年06月06日 ~ 08日 
