[发明专利]一种锂离子电池负极活性材料改性方法

说明书

本发明公开一种锂离子电池负极活性材料改性方法，将一定量的聚乙烯醇（PVA）溶解于90℃以上的热水中；加入一定量的SiO_x粉末，充分搅拌使SiO_x分散均匀得到SiO_x悬浊液；蒸干水分并不断搅拌，得到凝胶状前驱体；于氩气中高温焙烧此前驱体得到SiO_x/C复合材料。由于聚乙烯醇(PVA)为水溶性高分子材料，作为碳源包碳时可避免使用有毒的有机溶剂分散，有利于环保。将包碳前后的SiO_x样品组装成电池，相应的容量保持率显著提高，循环性能得到改善。

技术领域

本发明属于电化学电池领域，涉及一种锂离子电池的负极活性材料改性方法。

背景技术

规模化储能、电动工具、电动汽车、便携式电子设备等对锂离子电池的比能量、比功率、安全性和循环寿命等提出了越来越高的要求。虽然锂离子电池的性能受正负极材料、电解质、粘结剂和集流体、隔膜等众多因素的影响，但影响其电化学性能的关键在于组成电池的电解质和正负极材料的性能，负极材料是影响锂离子电池电化学性能的关键之一。

近年来，SiO_x也开始显现出其用于锂离子电池Si基负极材料上的优势，引入了氧，使得首次嵌锂生成了惰性组分，这也造成了脱嵌锂行为下绝对体积的降低。相比较于单质硅，SiO_x更有实用化潜力，极具高比能量的锂离子电池材料前景。

为了改善锂离子电池负极材料的电化学性能，对其进行改性己成为近年来研究的重点。迄今，为了改进负极材料的电化学性能，有两大类技术方案：一种途径是用其他离子对材料进行体相掺杂，通过稳定材料的结构、抑制循环过程中材料的晶格转变来改善材料的性能；另一种途径就是用碳材料、氧化物材料等对负极材料进行表面改性。所谓表面改性就是对粉体颗粒表面进行新的加工，使粉体表面特性有较大的改变，赋予粉体颗粒粒子新的功能：可以改善粉体粒子的分散性、热稳定性，提高粉体表面活性，使粒子具有新的物理、化学和机械性能等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种锂离子电池负极活性材料的改性方法，以聚乙烯醇（PVA）为碳源，在对SiO_x材料表面包覆碳材料，进一步提高硅基负极材料的循环容量保持率，改善其循环性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池负极活性材料改性方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，将一定量的聚乙烯醇（PVA）溶解于90℃以上的热水中；

步骤2，加入一定量的SiO_x粉末，其中，PVA与SiO_x的质量比为20~200:100，充分搅拌使SiO_x分散均匀得到SiO_x悬浊液；

步骤3，蒸干水分并不断搅拌，得到凝胶状前驱体；

步骤4，于氩气中高温焙烧此前驱体得到SiO_x/C复合材料。

上述的锂离子电池负极活性材料改性方法，其中，焙烧前驱体温度为500~800℃。

上述的锂离子电池负极活性材料改性方法，其中，焙烧前驱体时长为1~8h。

本发明优点：聚乙烯醇(PVA)为水溶性高分子材料，作为碳源包碳时可避免使用有毒的有机溶剂分散，有利于环保。将包碳前后的SiO_x样品组装成电池，相应的容量保持率显著提高，循环性能得到改善。

本发明的优越性在于：由于聚乙烯醇(PVA)为水溶性高分子材料，作为碳源包碳时可避免使用有毒的有机溶剂分散，有利于环保；将包碳前后的SiO_x样品组装成电池，相应的容量保持率显著提高，循环性能得到改善。

附图说明