【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种氟基保护硅负极材料及其制备方法。
技术介绍
1、近些年来，电动交通和通信储能技术的快速发展对于锂离子电池的需求在不断加大，这也就对其能量密度及性能提出了更高的要求。因此，进一步研发具有更优性能的新型正负极材料已经迫在眉睫。
2、对于负极材料来讲，相较于已广泛商业化应用的石墨负极，硅负极具有超高的理论比容量(4200mah·g-1)，合适的电压平台(～0.4vvs.li/li+)和资源丰富等突出优势，在众多新型负极材料中脱颖而出，是下一代锂离子电池最具商业化应用前景的负极材料。然而硅负极材料存在一些关键性的问题阻碍了其商业化应用的进程：(1)硅材料本身在脱嵌锂过程中体积膨胀大(300％以上)，导致材料结构的破坏和表面不稳定的sei膜在不断地被破坏重构，降低电极的循环稳定性。(2)硅材料会在不断被电解质分解产生的氢氟酸腐蚀，导致提供容量的活性硅持续损耗，最终大范围的结构崩塌导致电极容量快速衰减。
3、为了解决上述问题，需要对硅基负极材料的内核和表面同时进行加固，以减小其体积效应，并提高表面的稳定性，氟基金属化合物可以和硅表面和内部的的氧化物反应，发生固相转化，形成具有高强度和高稳定性的界面和内部复合材料，是提高硅负极性能的重要途径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种氟基保护硅负极材料及其制备方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专
4、(1)将氟基溶液和硅材料混合和静置，得到粉体材料；
5、(2)在保护气氛中，将粉体材料进行煅烧，即得所述氟基保护硅负极材料。
6、作为优选，步骤(1)中氟基为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、氟代锑酸锂、三氟化锑、六氟锑酸钠、六氟锑酸银、六氟锑酸钾、六氟铝酸锂、六氟合铝酸钠、二氟化镁、三氟化铝、六氟锆酸、氟锆酸钠、四氟铝酸钾、氟钛酸钾、六氟锗酸钠、六氟锡酸钠、氟锆酸钾和六氟合铅酸钠中的一种或几种；
7、步骤(1)中所述氟基溶液所用溶剂为水、乙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、异丙醇、碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，氟代碳酸乙烯酯和二甲基亚砜中的一种或几种。
8、作为优选，步骤(1)中所述硅材料的粒径为50～500nm；硅材料包含单质硅、硅基氧化物和硅碳复合材料中的一种或几种。
9、作为优选，步骤(1)中氟基和硅材料的质量比为0.1～5：100。
10、作为优选，步骤(1)中所述混合的搅拌转速为6000～10000rpm，搅拌时间为0.5～1.5h。
11、作为优选，步骤(1)中所述静置的温度为60～120℃。
12、作为优选，步骤(2)中所述保护气氛为氮气和/或氩气。
13、作为优选，步骤(2)中所述煅烧的温度为150～1000℃，时间为1～10h。
14、本专利技术还提供了所述制备方法得到的氟基保护硅负极材料。
15、本专利技术提供了一种氟基保护硅负极材料的制备方法。将氟基溶液和硅单质混合和静置，得到粉体材料；在保护气氛中，将粉体材料进行煅烧，即得所述氟基保护硅负极材料。本专利技术选用氟基金属化合物作为硅表面纳米层的界面钝化剂和表层增强剂，在介质中均匀的包覆在单质硅表面；然后在保护气氛下发生界面反应和合金化反应，氟基金属化合物与硅表面层发生界面钝化反应，金属元素与硅表面发生合金化反应，从而在硅材料表面形成含氟无机界面钝化层，硅表面形成坚硬的合金层，具有硅内核和表面同时增强和稳定的特征。在锂合金化/去合金化过程中具有优良的结构稳定性和循环稳定性，是一种高性能的硅基负极材料。在锂离子电池材料中，不仅表现出高的可逆容量和首次效率，其对应的长期循环稳定性和倍率性能也得到了明显提高，是一种非常优秀的硅基负极材料，具有重要的发展和应用前景。
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1.一种氟基保护硅负极材料的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氟基为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、氟代锑酸锂、三氟化锑、六氟锑酸钠、六氟锑酸银、六氟锑酸钾、六氟铝酸锂、六氟合铝酸钠、二氟化镁、三氟化铝、六氟锆酸、氟锆酸钠、四氟铝酸钾、氟钛酸钾、六氟锗酸钠、六氟锡酸钠、氟锆酸钾和六氟合铅酸钠中的一种或几种；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硅材料的粒径为50～500nm；硅材料包含单质硅、硅基氧化物和硅碳复合材料中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氟基和硅材料的质量比为0.1～5：100。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合的搅拌转速为6000～10000rpm，搅拌时间为0.5～1.5h。
6.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述静置的温度为60～120℃。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中
8.如权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧的温度为150～1000℃，时间为1～10h。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法得到的氟基保护硅负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种氟基保护硅负极材料的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氟基为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、氟代锑酸锂、三氟化锑、六氟锑酸钠、六氟锑酸银、六氟锑酸钾、六氟铝酸锂、六氟合铝酸钠、二氟化镁、三氟化铝、六氟锆酸、氟锆酸钠、四氟铝酸钾、氟钛酸钾、六氟锗酸钠、六氟锡酸钠、氟锆酸钾和六氟合铅酸钠中的一种或几种；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硅材料的粒径为50～500nm；硅材料包含单质硅、硅基氧化物和硅碳复合材料中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪河，黄韦博，王艳，曲群婷，吕林泽，朱国斌，
申请(专利权)人：苏州华赢新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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