【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，涉及锂离子电池负极材料，具体涉及硅碳负极材料的表面改性方法、改性硅碳负极材料、负极片及锂离子电池。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、硅碳负极材料作为锂离子电池的负极材料，因其高理论容量(约为石墨的10倍)而受到广泛关注。然而，硅在充放电过程中体积变化大，导致循环性能和电化学稳定性较差，限制了其实际应用。因此，需要硅碳负极材料改性处理，以改善其电化学性能。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供硅碳负极材料的表面改性方法、改性硅碳负极材料、负极片及锂离子电池，采用本专利技术提供的表面改性方法对硅碳负极材料改性后，能够通过电化学反应形成一层稳定的固体电解质界面膜(sei膜)，通过该稳定的固体电解质界面膜(sei膜)来抑制内部硅在充放电过程中的体积膨胀，提高其电池的首次库伦效率和循环稳定性。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、第一方面，一种硅碳负极材料的表面改性方法，包括如下步骤：
4、在惰性气氛条件下，将硅碳负极材料加热至500～1000℃进行第一烧结处理获得烧结硅碳负极材料；
5、将改性剂溶液雾化至烧结硅碳负极材料，然后加压至表压为80～100kpa，加热至350～650℃，进行第二烧结处理；其中，改性剂为pf5、c
6、本专利技术首先通过对硅碳负极材料进行第一烧结处理，提高材料的密度、强度和硬度来改善材料的物理性能和化学性能，再通过雾化改性剂溶液将改性剂溶液包覆在硅碳负极材料表面，然后在高压烧结条件下使得pf5、cf2＝cf2、氟化钠、氟化铵等对包覆碳层进行改性，从而在硅碳负极材料表面形成一种氟化剂改性的碳层，通过氟化剂改性处理的碳层通过电化学作用可以构建一层稳定的固体电解质界面膜，进而能够抑制硅在充放电过程中的体积膨胀，提高其电池的首次库伦效率和循环稳定性。
7、本专利技术所述的惰性气氛条件是指氮气或氦气、氖气等惰性气体形成的气体氛围。
8、本专利技术所述的表压是指以大气压力为基准的压力，大于大气压力的压力值，一般采用压力计测量。
9、在一些实施方案中，改性剂溶液中，改性剂与溶剂的质量比为(0.1～2):1。
10、在一些实施方案中，改性剂溶液中采用的溶剂为液态醇类有机物、液态酮类有机物、液态腈类有机物或能够溶解含氟物质的有机物四氢呋喃或二甲基亚砜等。具体地，所述液态醇类有机物可以为甲醇、乙醇等。具体地，所述液态酮类有机物可以为丙酮等。具体地，所述液态腈类有机物可以为乙腈等。具体地，能够溶解含氟物质的有机物可以为四氢呋喃、二甲基亚砜等。
11、在一些实施方案中，第一烧结处理的时间为24～48h。
12、在一些实施方案中，改性剂与烧结硅碳负极材料的质量比为(0.09～0.70):(0.01～1.0)，优选为(0.09～0.70):(0.2～0.5)。
13、在一些实施方案中，改性剂溶液与烧结硅碳负极材料的质量比为1:(0.01～1.0)，优选为1:(0.2～0.5)。
14、在一些实施方案中，第二烧结处理的时间为12～72h。
15、第二方面，一种改性硅碳负极材料，由本专利技术第一方面所述的表面改性方法获得。
16、第三方面，一种负极片，包括集流体和附着在集流体表面的活性层，所述活性层中的活性材料为本专利技术第二方面所述的改性硅碳负极材料。
17、在一些实施方案中，将所述改性硅碳负极材料与导电剂、粘结剂、增稠剂添加至溶剂中混合均匀获得浆料，将所述浆料涂覆至集流体表面，烘干即得。具体地，所述导电剂包括但不限于石墨、导电炭黑等。具体地，粘结剂可以为sbr(丁苯橡胶)。具体地，增稠剂可以为cmc(羧甲基纤维素)等。
18、第四方面，一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述负极片为本专利技术第三方面所述的负极片。
19、在一些实施方案中，正极片的活性材料可以为镍钴锰酸锂。
20、本专利技术的有益效果为：
21、本专利技术提供的硅碳负极材料的表面改性方法能够使pf5、cf2＝cf2、氟化钠、氟化铵等改性剂在硅碳负极材料表面碳层上改性，使其碳层表面具有氟化物，能够和电解液中的锂生成氟化锂等稳固的固态电解质膜，可以有效抑制硅在充放电过程中的体积膨胀，显著提高其电池的首次库伦效率和循环稳定性。
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1.一种硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，改性剂与溶剂的质量比为(0.1～2):1。
3.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，改性剂溶液中采用的溶剂为液态醇类有机物、液态酮类有机物、液态腈类有机物、四氢呋喃或二甲基亚砜。
4.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，第一烧结处理的时间为24～48h。
5.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，改性剂溶液与烧结硅碳负极材料的质量比为1:(0.01～1.0)，优选为1:
6.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，第二烧结处理的时间为12～72h。
7.一种改性硅碳负极材料，其特征是，由权利要求1～6任一所述的表面改性方法获得。
8.一种负极片，包括集流体和附着在集流体表面的活性层，其特征是，所述活性层中的活性材料为权利要求7所述的改性
9.如权利要求8所述的负极片，其特征是，将所述改性硅碳负极材料与导电剂、粘结剂、增稠剂添加至溶剂中混合均匀获得浆料，将所述浆料涂覆至集流体表面，烘干即得。
10.一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征是，所述负极片为权利要求8或9所述的负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，改性剂与溶剂的质量比为(0.1～2):1。
3.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，改性剂溶液中采用的溶剂为液态醇类有机物、液态酮类有机物、液态腈类有机物、四氢呋喃或二甲基亚砜。
4.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，第一烧结处理的时间为24～48h。
5.如权利要求1所述的硅碳负极材料的表面改性方法，其特征是，改性剂溶液中，改性剂溶液与烧结硅碳负极材料的质量比为1:(0.01～1.0)，优...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾治林，李献帅，耿智凡，孙云龙，贾凯，苏航，
申请(专利权)人：安徽得壹能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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