[发明专利]氧化硅的制备方法、包含该氧化硅的负极活性材料、负极和二次电池

说明书

本发明提供氧化硅的制备方法、包含所述氧化硅的负极活性材料、负极和二次电池。所述氧化硅的制备方法包括：将硅和二氧化硅混合并放入反应室内；降低反应室的压力以获得高真空度，同时将所述反应室内的温度升高到反应温度；以及在还原气氛下使硅和二氧化硅的混合物反应；其中所述高真空度在10^‑4托到10^‑1托的范围内，以及维持所述高真空度直到硅和二氧化硅的反应结束。通过所述方法可以控制氧化硅中氧的量，所以可以提高二次电池的首次效率。并且由于SiO_x和锂原子之间可以进行反应同时维持SiO_x结构，所以可以改善寿命特性。

本发明专利申请是基于申请日为2013年10月15日，发明名称为“氧化硅的制备方法”，申请号为201380004034.1的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种氧化硅的制备方法，通过该法可以控制氧化硅中氧的量。

背景技术

锂二次电池是一种能量储存装置，其中，电能储存在电池中，同时，在放电过程中，锂离子从负极向正极移动，而在充电过程中，锂离子从正极向负极移动。当与其他电池相比时，锂二次电池具有更高的能量密度和更低的自放电率，因此，锂二次电池广泛地用于各种行业。

锂二次电池的部件可以分为正极、负极、电解质和隔膜。在早期的锂二次电池中，锂金属用作负极活性材料。然而，由于当重复充放电时可能发生安全问题，所以，锂金属已经被碳基材料(例如，石墨)取代。由于碳基负极活性材料具有类似于锂金属的与锂离子的电化学反应电位，并且在锂离子连续的嵌入和脱嵌过程中晶体结构的变化较小，因此，连续充放电成为可能。因此，能够提供优异的充放电寿命。

然而，由于锂二次电池市场最近从移动设备中使用的小型锂二次电池扩展到车辆中使用的大型二次电池，故需要开发高容量和高功率的负极活性材料的技术。因此，基于比碳基负极活性材料具有更高理论容量的材料，例如，硅、锡、锗、锌、铅，开发了非碳基负极活性材料。

上述负极活性材料可以通过提高充放电容量来提高能量密度。然而，由于反复充放电时电极上会产生枝晶或非导电化合物，因此，充放电特性会变差，或者在锂离子的嵌入和脱嵌过程中膨胀和收缩会增加。因此，就使用上述负极活性材料的二次电池而言，根据反复的充放电，放电容量的保持(下文中称为“寿命特性”)会不足，并且制备后的首次放电容量与首次充电容量之比(放电容量/充电容量，后文称作“首次效率”)也会不足。

发明内容

技术问题

本发明提供一种氧化硅的制备方法，通过该法可以控制氧化硅中氧的量。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种氧化硅的制备方法，该方法包括：将硅和二氧化硅混合并放入在反应室内、降低反应室的压力以获得高真空度同时将反应室内的温度升高到反应温度、以及在还原气氛下使硅和二氧化硅的混合物反应。

根据本发明的另一个方面，提供一种负极活性材料，其包括由上述方法制备的氧化硅。

根据本发明的另一个方面，提供一种负极，其包括上述负极活性材料。

根据本发明的另一个方面，提供一种锂二次电池，其包括上述负极。

有益效果

根据本发明，由于在还原气氛中可以控制氧化硅中氧的量，所以可以提高二次电池的首次效率，并且由于SiO_x和锂原子之间可以进行反应同时维持SiO_x结构，所以可以改善寿命特性。因此，本发明适合于二次电池。

附图说明

图1是示意图，示出了本发明的一个实施例所述的氧化硅的制备装置。

附图标记