【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源電池負極材料，特別涉及一種改善動力電池高能快充的電池負極材料及其制備方法。
技術介紹
1、動力電池作為新能源電池的一種，在新能源汽車領域發揮著至關重要的作用，是推動新能源汽車發展的重要因素之一。動力電池的工作原理是，在充電時，正極的鋰離子通過電解液移動到負極并嵌入負極材料中；放電時，鋰離子從負極脫出，通過電解液回到正極并嵌入正極材料中，這個過程中，電池內部發生氧化還原反應，實現電能的轉換和儲存。
2、隨著技術的不斷進步和市場的快速發展，動力電池的結構和材料也在不斷優化和創新。負極材料作為動力電池中至關重要的組成部分，其性能直接影響到電池的能量密度、循環壽命和安全性能。目前，負極材料主要分為碳系負極材料和非碳系負極材料兩大類。硅材料作為鋰離子電池負極具有理論比容量較高的優點，但是硅為半導體，導電性差，硅負極材料在使用中體積膨脹導致材料粉化，導致電池循環壽命變差，容量衰減快。巨大的體積效應及較低的電導率限制了硅負極技術的商業化應用。因此，如何結合硅材料的特性在高能快充技術方向上改善動力電池性能，正是動力電池市場不斷開拓的需求。
技術實現思路
1、為了解決
技術介紹
中提到的問題，本專利技術提供一種改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，通過上述方法制得的電池負極材料，以貝殼粉為骨架，將硅源粉嵌入其中，有效緩解硅源粉在充放電過程中的體積變化；并且貝殼粉的骨架結構可以提供穩定的支撐，防止硅源粉在充放電過程中的團聚和粉化；同時貝殼粉的生物活性和相容性可能有助
2、具體為：
3、一種改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其步驟包括：
4、步驟1、清洗貝殼粉，烘干后過篩，備用；
5、步驟2、將步驟1處理后的貝殼粉高溫蒸烤，蒸烤后的貝殼粉置于水中浸泡3-7h，再用蒸餾水沖洗至中性，烘干備用；
6、步驟3、用硅烷偶聯劑處理硅源粉，將處理后的硅源粉與步驟2處理后的貝殼粉按1:（7-10）質量比混合，在60-80℃下進行攪拌或振蕩4-6h；
7、步驟4、將步驟3復合后的材料在20-25℃條件下靜置3-6h，干燥備用；
8、步驟5、將步驟4處理后的材料投入到agno3溶液中，在30-40℃攪拌條件下反應10-20min，進行過濾；
9、步驟6將步驟5的產物進行燒結，獲得電池負極材料。
10、在實施上述實施例時，優選地，步驟1中采用去離子水或蒸餾水對貝殼粉進行清洗，去除貝殼粉表面的雜質和油污；貝殼粉過100-150目篩。
11、在實施上述實施例時，優選地，步驟2中高溫蒸烤條件選擇500-600℃的環境下蒸烤30-50min，擴大貝殼粉顆粒的微孔孔徑。
12、進一步地，步驟3中硅烷偶聯劑處理硅源粉的具體操作為將硅源粉添加至硅烷偶聯劑溶液中，攪拌均勻，在20-25℃下反應2-3h，過濾收集固體產物。
13、在實施上述實施例時，優選地，硅烷偶聯劑溶液的濃度為10%-20%，硅源粉與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：（25～30）。
14、在實施上述實施例時，優選地，所述硅源粉選用硅粉或金屬硅粉，粒徑為0.5-1μm。
15、在實施上述實施例時，優選地，所述硅烷偶聯劑選用乙烯基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
16、在實施上述實施例時，優選地，步驟5中agno3溶液濃度為0.1%-0.15%，步驟4處理后的材料與agno3溶液質量比為1：（10-15)。
17、在實施上述實施例時，優選地，步驟6中燒結溫度為600-700℃，時間為1-2h。
18、另外，本專利技術提供的一種改善動力電池高能快充的電池負極材料，采用上述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法制得。
19、與現有技術相比，本專利技術的有益特點在于：
20、1、本專利技術的電池負極材料，以貝殼粉、硅源粉、硅烷偶聯劑、金屬銀等材料為體系構建三維網絡結構，的復合材料，提升材料充放電過程中的結構穩定性，并改善循環性能。其結構構成是基于貝殼粉微觀表面多孔且孔徑大多在2～５μｍ，選擇粒徑為0.5-1μm的硅源粉，實現硅源粉能夠嵌入貝殼粉的微孔中，并以硅烷偶聯劑將兩者以化學鍵連接，三者協同構成穩定的結構。利用多孔有益于鋰離子的快速嵌入和脫離，而硅材料有具有理論比容量較高，提升了動力電池的高能快充性能。
21、2、本專利技術的電池負極材料，通過將復合后的材料置于agno3溶液中，通過銀離子與硅烷偶聯劑、貝殼粉、硅源粉上的官能團反應，并且經過燒結后在復合材料表面形成一層類似薄膜結構，協同構成連續的電子遷移網絡，降低阻抗及提升循環性能。另外，貝殼粉可以在較低的溫度下實現高離子導電率，從而提高電池的能量密度和充放電性能，使得動力電池可以在北方冬天環境下提升功率性能。
22、3、本專利技術的電池負極材料，利用貝殼粉主要成分是碳酸鈣，在鋰離子電池中常用的有機電解液，碳酸鈣通常不會直接與電解液發生化學反應而分解，保證了電池負極材料的穩定性。另外，貝殼粉中含有豐富的生物活性鈣，這種鈣有助于增強硅基負極材料與電解質之間的界面結合，從而改善界面穩定性。
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1.一種改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，其步驟包括：
2.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中采用去離子水或蒸餾水對貝殼粉進行清洗；貝殼粉過100-150目篩。
3.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟2中高溫蒸烤條件選擇500-600℃的環境下蒸烤30-50min。
4.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中硅烷偶聯劑處理硅源粉的具體操作為將硅源粉添加至硅烷偶聯劑溶液中，攪拌均勻，在20-25℃下反應2-3h，過濾收集固體產物。
5.根據權利要求4所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，硅烷偶聯劑溶液的濃度為10%-20%，硅源粉與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：（25～30）。
6.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述硅源粉選用硅粉或金屬硅粉，粒徑為0.5-1μm。
7.根
8.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟5中AgNO3溶液濃度為0.1%-0.15%，步驟4處理后的材料與AgNO3溶液質量比為1：（10-15)。
9.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟6中燒結溫度為600-700℃，時間為1-2h。
10.一種改善動力電池高能快充的電池負極材料，其特在于，采用權利要求1～9任意一項所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法制得。
...【技術特征摘要】
1.一種改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，其步驟包括：
2.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中采用去離子水或蒸餾水對貝殼粉進行清洗；貝殼粉過100-150目篩。
3.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟2中高溫蒸烤條件選擇500-600℃的環境下蒸烤30-50min。
4.根據權利要求1所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中硅烷偶聯劑處理硅源粉的具體操作為將硅源粉添加至硅烷偶聯劑溶液中，攪拌均勻，在20-25℃下反應2-3h，過濾收集固體產物。
5.根據權利要求4所述的改善動力電池高能快充的電池負極材料的制備方法，其特征在于，硅烷偶聯劑溶液的濃度為10%-20%，硅源粉與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：（25～3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃林生，羅剛，吳彬彬，
申請(專利權)人：湖南镕鋰新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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