[发明专利]用于锂离子电池的负极材料

权利要求书

1.一种负极材料，其包含：

活性材料粒子，其包括：

　硅核；和

　在硅核表面上的氧化层；和

直接结合到所述氧化层上的聚酰亚胺粘合剂；

其中在所述负极材料中不包括附加的粘合增强剂。

2.如权利要求1中所述的负极材料，其中所述氧化层具有大约0.1纳米至大约5纳米的厚度。

3.如权利要求1中所述的负极材料，其中所述聚酰亚胺粘合剂的酐基团和所述氧化层的羟基在所述氧化层与所述聚酰亚胺粘合剂之间形成界面粘结。

4.如权利要求1中所述的负极材料，其进一步包含与活性材料粒子和聚酰亚胺粘合剂混合的导电填料。

5.一种制造负极材料的方法，所述方法包括：

将硅粒子的表面氧化，由此形成包括硅核和在硅核上的氧化层的活性材料粒子；

在偶极非质子溶剂中将化学计量过量的二酐添加到二胺中以形成聚酰亚胺预聚物；

将所述活性材料粒子添加到所述聚酰亚胺预聚物中以形成浆料；

将所述浆料沉积在载体上；和

热处理所述沉积的浆料，由此形成直接结合到活性材料粒子的氧化层上的聚酰亚胺粘合剂，由此所述聚酰亚胺预聚物的酐基团与所述氧化层的羟基反应以在所述氧化层与所述聚酰亚胺粘合剂之间直接形成界面粘结而不需要附加的粘合增强剂。

6.如权利要求5中所述的方法，其中硅粒子表面的氧化包括使硅粒子在含氧环境中暴露至少1小时。

7.如权利要求5中所述的方法，其中在沉积之后和在热处理之前，所述方法进一步包括将沉积的浆料干燥以除去偶极非质子溶剂，其中所述干燥在大约60℃至大约150℃的温度下进行。

8.如权利要求7中所述的方法，其中所述热处理包括下列之一：

在真空或惰性气体下在大约180℃至大约400℃的温度下加热最多大约20小时的时间；或

在大约180℃至大约400℃的温度下施加微波和热处理最多大约20小时的时间。

9.如权利要求8中所述的方法，其中在真空或惰性气体下的加热涉及随时间以预设间隔倾斜升温。

10.一种锂离子电池，其包含：

包括锂过渡金属氧化物基活性材料的正极；

负极，其包括

　许多活性材料粒子，各粒子包括：

　　硅核；和

　　在硅核表面上的氧化层；

　直接结合到至少一些所述许多活性材料粒子的氧化层上的聚酰亚胺粘合剂；和

　混在所述许多活性材料粒子和聚酰亚胺粘合剂之间的导电碳；

　其中在所述负极材料中不包括附加的粘合增强剂；和

浸泡在电解质溶液中的多微孔聚合物隔膜，所述多微孔聚合物隔膜位于正极和负极之间。