[发明专利]一种用于硅基负极材料预锂化的方法

说明书

本发明公开了一种用于硅基负极材料预锂化的方法，该方法将芳香烃类有机物溶解在有机醚中，制备出含有芳香烃的溶液，然后将锂片放入该溶液中，利用芳香烃与锂片反应得到芳香烃锂盐的前驱体溶液，然后将硅基负极材料加入到前驱体溶液中，获得悬浊液，进行预锂化反应。静置一段时间后，将悬浊液在惰性气氛保护下干燥后煅烧，从而获得预锂化的硅基负极材料。该方法的优点在于制备简单，可对硅基材料进行有效预锂化，大幅提高首次效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池预锂化领域，具体是指一种用于硅基负极材料预锂化的方法。

背景技术

目前传统锂离子电池负极主要为石墨负极材料，其理论比容量仅为372mAh/g，已越来越不能满足各个行业的需求，因此发展新型锂离子电池负极材料势在必行。硅基负极材料的理论比容量高达2680~4200mAh/g，同时其具有储量大，易获得等优点，因而受到广泛关注。但是由于硅基负极材料在嵌锂过程中会生成氧化锂、硅酸锂等非活性物质，导致其首次充放电效率很低，从而影响了硅基负极材料的推广应用。因此需要提高硅基负极材料的首次效率。

提高硅基负极材料首次效率的主要方法之一就是预锂化。即通过往硅负极材料中添加额外的锂元素，以补充在嵌锂过程中损失的锂元素，从而达到提高其首次效率的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于硅基负极材料预锂化的方法，

本发明目的通过下述方案实现：一种用于硅基负极材料预锂化的方法，其中，将芳香烃类有机物溶解在有机醚中，制备出含有芳香烃的溶液后，将锂片放入该溶液中，利用芳香烃与锂片反应得到芳香烃锂盐的前驱体溶液，然后，将硅基负极材料加入到前驱体溶液中，获得悬浊液，进行预锂化反应，静置一段时间后，将悬浊液在惰性气氛保护下干燥后煅烧，从而获得预锂化的硅基负极材料，它包括如下步骤：

步骤一：将芳香烃类有机物溶解在有机醚中，制备出含有芳香烃的溶液；

步骤二：将锂片放入步骤一制备获得的溶液中，利用芳香烃与锂片的反应得到芳香烃锂盐的前驱体溶液，所制得的芳香烃锂盐溶液的浓度为0.1M~1M，锂片过量；

步骤三：将硅基负极材料加入到前驱体溶液中，获得悬浊液，进行预锂化反应1h~24h；

步骤四：预锂化反应完成后，将步骤三中的悬浊液在惰性气氛保护下干燥、600℃~1000℃煅烧，从而获得预锂化的硅基负极材料。

在上述方案基础上，步骤一中，所述的芳香烃类有机物为苯、萘、联苯及其衍生物，所述的有机醚为四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的一种或两种。

优选的，步骤二中，芳香烃锂盐溶液的浓度为0.5M。

优选的，步骤三中，硅基负极材料预锂化时间为12h。

在上述方案基础上，步骤四中，所述的惰性气氛为高纯氮气或高纯氩气中。

本发明利用芳香烃锂盐的前驱体溶液对硅基负极进行预锂化，从而达到提高硅基负极材料首次效率的目的。

本发明可显著提高硅基负极材料的首次效率，与锂金属直接预锂化等方法相比具有反应均匀充分，无锂枝晶产生，对制备环境要求不高等优点。

附图说明

图1为本发明的硅基负极材料首次充放电曲线。

具体实施方式

实施例1：

一种用于硅基负极材料预锂化的方法，将芳香烃类有机物溶解在有机醚中，制备出含有芳香烃的溶液后，将锂片放入该溶液中，利用芳香烃与锂片反应得到芳香烃锂盐的前驱体溶液，然后，将硅基负极材料加入到前驱体溶液中，获得悬浊液，进行预锂化反应，静置一段时间后，将悬浊液在惰性气氛保护下干燥后煅烧，从而获得预锂化的硅基负极材料，按如下步骤：

步骤一：将联苯与乙二醇二甲醚配置成联苯浓度为1M的溶液A；