【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池负极材料，具体涉及一种快充氧化亚硅负极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池由于其高能量密度、高电压和长寿命，被广泛应用于诸如智能手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车、无人机、医疗设备、仓储自动化和军事装备等各种领域。提高这些电池的能量密度和充放电效率，是科研人员长期以来的目标，而负极材料在这一过程中起着至关重要的作用。
2、目前，市场上广泛使用的石墨负极具有372mahg^-1的理论比容量，但其在容量、倍率和安全性方面已无法满足新一代电池的要求。因此，开发新型负极材料成为提升电池性能的核心课题。
3、硅，由于其高达4200mah·g^-1的理论比容量，引起了广泛关注。然而硅的一个主要缺点是在充放电循环过程中体积变化极大(可达300％)，这会导致活性颗粒粉碎、脱落，失去电接触，并与电解液产生副反应，最终引起电极性能急剧下降，限制了硅在实际应用中的普及。在这种背景下，氧化亚硅作为负极材料表现出众。它不仅具有较高的比容量，还显著减少了体积变化。在首次锂化过程中，氧化亚硅转化成的单质硅被分散在氧化锂-硅酸锂的无定形基体中，有效缓冲了充放电期间的体积变化。引入氧元素进一步减少了这种体积变化。此外，氧化亚硅具有较低的工作电压，良好的安全性，以及丰富的原料来源，因而成为研究的焦点。然而，受限于氧化亚硅的固有特性，这些方法在提升其电化学性能，特别是倍率性能方面效果有限。这是因为电极反应速度取决于电子和离子的共同传输以及在材料界面的电荷转移过程。氧化亚硅基材料的电子和离子电导性都较差
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种快充氧化亚硅负极材料及其制备方法与应用，旨在提升氧化亚硅负极材料的快充性能，同时保证材料的容量、首效和循环性能等各项指标不降低。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种快充氧化亚硅负极材料的制备方法，其包括：
4、使氧化亚硅与氟化锂混合并进行第一煅烧处理，制得多孔氧化亚硅；
5、将sn源与所述多孔氧化亚硅混合并进行第二煅烧处理，制得sn掺杂多孔氧化亚硅；
6、以及，将所述sn掺杂多孔氧化亚硅与沥青混合并进行第三煅烧处理，制得快充氧化亚硅负极材料。
7、本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的快充氧化亚硅负极材料，所述快充氧化亚硅负极材料包括作为核结构的sn掺杂多孔氧化亚硅及作为壳层的碳包覆层。
8、本专利技术实施例还提供了前述的快充氧化亚硅负极材料在制备电池负极片或锂离子电池中的用途。
9、本专利技术实施例还提供了一种锂离子电池负极片，其包括前述的快充氧化亚硅负极材料。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的固相工艺制备快充氧化亚硅负极材料的方法够满足不改变现有工艺基础上提升氧化亚硅材料倍率性能；本专利技术通过在氧化亚硅表面引入多孔结构，显著增加了材料的比表面积，为锂离子提供了更多的嵌入和脱出通道，从而大幅提高了材料的倍率性能；sn元素掺杂通过增强电化学反应活性、提高结构稳定性、提升电子导电性和离子扩散能力，从多个方面有效提升了氧化亚硅的倍率性能，而包覆层的引入进一步提高了材料的导电性和结构稳定性，同时碳层还可以起到保护作用，防止材料在充放电过程中与电解液发生副反应，提高材料的化学稳定性；此外，本专利技术的制备方法简单易行，不需要对现有的氧化亚硅生产工艺进行大幅改动，易于工业化应用。
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1.一种快充氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将氧化亚硅与氟化锂混合，之后在保护性气氛中并于600-950℃进行第一煅烧处理2-6h，制得多孔氧化亚硅。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述氧化亚硅的粒度为1-10μm；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将Sn源与所述多孔氧化亚硅混合，之后在保护性气氛中并于600-900℃进行第二煅烧处理2-6h，制得Sn掺杂多孔氧化亚硅。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述Sn源与多孔氧化亚硅的质量比为1-10：100；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将所述Sn掺杂多孔氧化亚硅与沥青混合，之后在保护性气氛中并于800-1000℃进行第三煅烧处理1-5h，再经过筛处理，制得快充氧化亚硅负极材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述沥青的粒度为1-10μm；
8.由权利要求1-7中任一项所述的制备方法制
9.权利要求8所述的快充氧化亚硅负极材料在制备电池负极片或锂离子电池中的用途。
10.一种锂离子电池负极片，其特征在于，包括权利要求8所述的快充氧化亚硅负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种快充氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将氧化亚硅与氟化锂混合，之后在保护性气氛中并于600-950℃进行第一煅烧处理2-6h，制得多孔氧化亚硅。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述氧化亚硅的粒度为1-10μm；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将sn源与所述多孔氧化亚硅混合，之后在保护性气氛中并于600-900℃进行第二煅烧处理2-6h，制得sn掺杂多孔氧化亚硅。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述sn源与多孔氧化亚硅的质量比为1-10：100；
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏沁，龙跃刚，韩团辉，李子坤，黄友元，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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