[发明专利]一种硅粉

说明书

本申请提供了一种硅粉，所述硅粉的粒度分布D50≤1.10μm；且其硅粉颗粒为片状；所述硅粉颗粒的平均片状尺寸为0.40～1.20μm；所述硅粉颗粒的平均厚度为30～100nm；所述硅粉颗粒的片状尺寸与厚度之间比值为4～40。本申请涉及的硅粉粒度小，形貌特殊，纯度高，电容量高，适宜于硅碳负极材料的生产和使用。

技术领域

本发明涉及硅材料技术领域，更具体地说它涉及一种能够作为锂离子电池负极材料的硅粉。

背景技术

伴随着经济的高速发展，能源危机和环境问题日益加剧，锂离子电池因其具有能量密度高、功率密度高、循环寿命长、无记忆效应、自放电率低、工作温度范围宽、安全可靠以及环境友好等优点，已经在便携式消费电子、电动工具、医疗电子等领域获得了广泛应用；同时，在纯电动汽车、混合动力汽车以及储能等领域也显示了良好的应用前景。

但是，近年来各个领域对电池能量密度的需求飞速提高，迫切需要开发出更高能量密度的锂离子电池。目前，商业化的锂离子电池主要是以石墨为负极材料，石墨的理论比容量为372mAh/g，而市场上的高端石墨材料已经可以达到360～365mAh/g，因此相应锂离子电池能量密度的提升空间已相当有限。

在这种背景下，硅基负极材料因其较高的理论比容量(高温4200mAh/g，室温3580mAh/g)、低的脱锂电位(＜0.5V)、环境友好、储量丰富、成本较低等优势而被认为是极具潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料。但是，硅材料在脱嵌锂过程中存在300％的体积膨胀，反复膨胀收缩会导致使负极材料粉化、脱落，并最终导致负极材料失去电接触而使电池彻底失效。硅材料的纳米化可以有效解决上述问题。

但是，目前硅基负极材料的硅粉颗粒多为球形，其制备电池的充放电比容量、首次库伦效率均偏低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种硅粉，其为片状，可以同时提高充放电比容量、首次库伦效率。具体技术方案包括：

1、一种硅粉，所述硅粉的粒度分布D50≤1.10μm；且

其硅粉颗粒为片状；

所述硅粉颗粒的平均片状尺寸为0.40～1.20μm，具体可以为0.50μm、0.60μm、0.70μm、0.80μm、0.90μm、1.00μm、1.10μm，优选为0.60μm～1.00μm；

所述硅粉颗粒的平均厚度为30nm～100nm,具体可以为40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm，优选为50nm～70nm；

所述硅粉颗粒的平均片状尺寸与平均厚度的比值为4～40。

2、根据项1所述的硅粉，所述硅粉的粒度分布为：D10取值范围为0.15μm～0.40μm，具体可以为0.20μm、0.25μm、0.30μm、0.35μm；D50取值范围为0.65μm～1.10μm，具体可以为0.70μm、0.75μm、0.80μm、0.85μm、0.90μm、0.95μm、1.00μm、1.05μm；D90取值范围为1.95μm～2.75μm，具体可以为1.95μm、2.00μm、2.10μm、2.20μm、2.30μm、2.40μm、2.50μm、2.60μm、2.70μm。

3、根据项1～2中任一项所述的硅粉，其粒度分布图至少包括三个峰，其中，高度前三的峰分别位于0.10μm～0.20μm、0.40μm～0.60μm、1.40μm～1.70μm处。

4、根据项1～3中任一项所述的硅粉，按体积比计，粒度小于等于0.50μm的硅粉所占比例为31.0～33.0％；粒度大于0.50μm且小于等于1.50μm的硅粉所占比例为45.0～47.0％；粒度大于1.50μm的硅粉所占比例为21.0～23.0％。