【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及负极材料，尤其涉及负极材料及其制备方法、锂离子二次电池。
技术介绍
1、锂离子电池具有能量密度大、循环寿命高、环境污染小和无记忆效应等优点，因此被广泛应用于电动汽车及消费类电子产品中。近年来电动汽车的飞速发展，对更高能量密度锂离子电池的需求日益增长，这就促使研究者们寻找具有更高能量密度，更优循环性能的电池材料。正负极材料是电池的核心，决定了电池的工作效率。目前，商业化的负极材料是石墨，其容量已经接近理论上限，进一步提升的幅度有限，因此，迫切需要发展新一代高能量密度的负极材料。其中，硅基负极材料被普遍认为是下一代的电池负极材料，具备高容量、来源丰富、相对安全等优势。
2、但是硅负极在循环过程中存在剧烈的体积膨胀效应，导致材料粉化、破碎，电池的循环衰减很快。针对这一问题，目前有多重解决方案，包括对硅进行结构设计，采用纳米化、多孔化等技术手段；进行复合包覆等方式改善；进行新型电解液、粘结剂等改性改善硅极片等。其中纳米化是当前主流方向之一。硅尺寸降低到纳米尺寸，能够降低硅的膨胀，阻止硅的粉化。然而，现有的纳米化方案对硅的性能解决还存在很多不足，长循环性能还存在很大的改进空间。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种负极材料及其制备方法、锂离子二次电池，本申请提供的负极材料，有利于保持硅基活性物质的界面稳定性，减少硅基活性物质的副反应，从而改善负极材料的循环性能。
2、第一方面，本申请提供一种负极材料，所述负极材料包括硅基活性物质，所述硅基活性物质的
3、在一些实施方式中，所述硅基活性物质的平均粒径为1nm～500nm。
4、在一些实施方式中，所述硅基活性物质包括晶体硅、氧化硅、非晶硅、硅合金、晶体硅与非晶硅的复合物中的至少一种。
5、在一些实施方式中，所述硅基活性物质包括硅粒子及位于所述硅粒子表面的硅氧化层。
6、在一些实施方式中，所述硅基活性物质包括硅粒子及位于所述硅粒子表面的硅氧化层，以所述硅基活性物质的质量为100％计，所述硅基活性物质中氧原子的质量含量为1％～18％。
7、在一些实施方式中，所述负极材料还包括位于硅基活性物质的至少部分表面的碳材料。
8、在一些实施方式中，所述负极材料中的硅基活性物质的质量含量大于等于99％。
9、在一些实施方式中，所述碳材料存在于硅基活性物质表面和/或分散于硅基活性物质之间。
10、在一些实施方式中，所述碳材料包括无定型碳、石墨烯、石墨、碳纳米管和碳纤维中的至少一种。
11、在一些实施方式中，所述负极材料的中值粒径为1μm～10μm。
12、在一些实施方式中，所述负极材料的比表面积为≤5m2/g。
13、在一些实施方式中，将所述硅基活性物质与乙醇混合形成固含量为5％～30％的浆料，采用zeta电位测试仪测试所述浆料的zeta电位，所述浆料的zeta电位绝对值≥20mv。
14、第二方面，本申请提供一种负极材料的制备方法，包括如下步骤：
15、将硅原料进行第一次表面处理，得到裸露表面的一次粒子；
16、将一次粒子进行表面改性处理，得到硅基活性物质；所述负极材料包括所述硅基活性物质，所述硅基活性物质表面包括si-r键，其中，r包括h、cooh、cho或nh2中的至少一种，所述硅基活性物质的ph值为3～7。
17、在一些实施方式中，所述硅原料包括硅单质。
18、在一些实施方式中，所述硅原料包括硅单质，所述硅单质包括晶体硅和/或非晶硅。
19、在一些实施方式中，所述硅原料包括硅单质，所述硅单质的平均粒径为1nm～100nm。
20、在一些实施方式中，所述硅原料包括硅单质，所述硅单质中硅元素的质量含量大于等于97％。
21、在一些实施方式中，所述硅原料由硅源前驱体制备得到。
22、在一些实施方式中，所述硅原料由硅源前驱体制备得到，所述硅源前驱体包括气相硅源、液相硅源中的至少一种。
23、在一些实施方式中，所述硅原料由硅源前驱体制备得到，所述硅源前驱体包括气相硅源，所述气相硅源包括甲硅烷、乙硅烷、一氯氢硅和二氯氢硅中的至少一种。
24、在一些实施方式中，所述硅原料由硅源前驱体制备得到，所述硅源前驱体包括液相硅源，所述液相硅源包括三氯氢硅或四氯硅烷中的至少一种。
25、在一些实施方式中，在一些实施方式中，所述第一次表面处理包括破碎处理或刻蚀处理中的至少一种。
26、在一些实施方式中，所述将硅原料进行第一次表面处理的步骤包括：采用蚀刻液对所述硅原料进行刻蚀处理。
27、在一些实施方式中，所述将硅原料进行第一次表面处理的步骤包括：采用蚀刻液对所述硅原料进行刻蚀处理，所述蚀刻液包括氢氧化钾溶液、氢氧化氨溶液、四甲基羟胺溶液、氢氟酸溶液、缓冲氧化物刻蚀剂boe、hf/eg溶液和sc1溶液中的至少一种。
28、在一些实施方式中，所述将硅原料进行第一次表面处理的步骤包括：采用蚀刻液对所述硅原料进行刻蚀处理，所述蚀刻液中氢离子的浓度为1mol/l～12mol/l。
29、在一些实施方式中，所述将硅原料进行第一次表面处理的步骤包括：将硅原料进行破粹处理，得到一次粒子，所述一次粒子的平均粒径为1μm～100μm。
30、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括氨基化处理和酸浸处理中的至少一种。
31、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括氨基化处理，所述氨基化处理在含氨基基团的化合物中进行。
32、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括氨基化处理，所述氨基化处理在含氨基基团的物质中进行，所述含氨基基团的化合物包括氨气、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、氟化铵、碘化铵、溴化铵、甲醇铵或肼中的至少一种。
33、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括酸浸处理，所述酸浸处理在含羧基基团的化合物中进行。
34、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括酸浸处理，所述酸浸处理在含羧基基团的化合物中进行，所述含羧基基团的化合物包括脂肪酸和芳香酸中的至少一种。
35、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括酸浸处理，所述酸浸处理在含羧基基团的化合物中进行，所述含羧基基团的化合物包括甲酸、乙酸、丙酸和辛酸中的至少一种。
36、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括酸浸处理，所述酸浸处理在含羧基基团的化合物中进行，所述含羧基基团的化合物包括苯甲酸、苯乙酸、苯二甲酸和3-硝基临苯二甲酸中的至少一种。
37、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括物理处理。
38、在一些实施方式中，所述表面改性处理包括物理处理，所述物理处理包括球磨、砂磨、研磨或气流磨中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括硅基活性物质，所述硅基活性物质的表面具有Si-R键，其中，R包括H、COOH、CHO或NH2中的至少一种，所述硅基活性物质的pH值为3～7。
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，其包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还包括位于硅基活性物质的至少部分表面的碳材料。
4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，其包括如下特征(1)～(6)中的至少一种：
5.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下特征(1)～(8)中的至少一种：
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下特征(1)～(16)中的至少一种：
8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下特征(1)～(9)中的至少
10.一种锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池包括权利要求1～4任一项所述的负极材料或权利要求5～9任一项所述的负极材料制备方法制备得到的负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括硅基活性物质，所述硅基活性物质的表面具有si-r键，其中，r包括h、cooh、cho或nh2中的至少一种，所述硅基活性物质的ph值为3～7。
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，其包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还包括位于硅基活性物质的至少部分表面的碳材料。
4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，其包括如下特征(1)～(6)中的至少一种：
5.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：肖称茂，何鹏，熊倬，任建国，贺雪琴，
申请(专利权)人：贝特瑞新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。