[发明专利]多孔性硅类负极活性物质及其制备方法、包含它的锂二次电池

权利要求书

1.一种多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，包含：

结晶性硅粒子；和

在上述结晶性硅粒子的表面或在上述结晶性硅粒子表面及内部的多个孔隙；

其中所述结晶性硅粒子包含轴向为<110>方向的硅粒子，以及

其中在上述多个孔隙中的至少一部分孔隙的两个结晶面包括<110>面，

其中所述多个孔隙沿着孔隙的结晶面<110>面方向更加延伸，

其中在所述多个孔隙中，沿着结晶面<110>面方向的孔隙的长度相对小于沿着除<110>面之外的其他面方向的孔隙的长度。

2.根据权利要求1所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，所述孔隙的大小为10nm至2μm。

3.根据权利要求1所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，所述多孔性硅类负极活性物质的平均粒径D₅₀为100nm至50μm。

4.根据权利要求1所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，所述多孔性硅类负极活性物质的比表面积为0.5m²/g至100m²/g。

5.根据权利要求1所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，所述多孔性硅类负极活性物质的内部孔隙率为5％至90％。

6.根据权利要求1所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，当嵌入锂离子时，所述多孔性硅类负极活性物质的体积沿着孔隙的结晶面<110>面方向膨胀。

7.根据权利要求1所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，在所述结晶性硅粒子上还包括碳涂层。

8.根据权利要求7所述的多孔性硅类负极活性物质，其特征在于，所述碳涂层的厚度为5nm至100nm。

9.一种制备权利要求1的多孔性硅类负极活性物质的方法，其特征在于，包括：

步骤(ⅰ)，使金属粒子沉积于硅晶片的表面；

步骤(ⅱ)，将沉积有上述金属粒子的硅晶片的表面浸在蚀刻溶液来蚀刻硅晶片，从而在硅晶片的表面或在硅晶片的表面及内部形成孔隙；以及

步骤(ⅲ)，将形成有上述孔隙的硅晶片与金属去除溶液相接触来去除上述金属离子之后，粉碎所取得的硅晶片来得到结晶性硅粒子，

其中所述硅晶片的轴向为<110>方向。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在混合氟类溶液和金属前体溶液后，与硅晶片相接触来进行所述沉积。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述氟类溶液为选自由HF、H₂SiF₆及NH₄F组成的组中的一种以上。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属前体溶液包含选自由银、金、铂及铜组成的组中的一种以上的金属粒子。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述氟类溶液和金属前体溶液以10至90:90至10的重量比进行混合。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，相对于100重量份的所述氟类溶液和金属前体溶液的混合溶液，接触0.001重量份至50重量份的所述硅晶片。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述蚀刻溶液为HF溶液和H₂O₂溶液的混合溶液。