本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種硅碳顆粒、負(fù)極片和電池。

背景技術(shù)：

1、隨著消費電子、電動汽車和儲能電站等需求的快速增長，傳統(tǒng)的石墨材料作為電池負(fù)極已經(jīng)不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钪袑︿囯x子電池能量密度的要求，使用具有更高理論儲鋰容量的硅基負(fù)極材料是進(jìn)一步提升鋰離子電池能量密度的重要途經(jīng)。

2、然而，現(xiàn)有的硅基負(fù)極材料在循環(huán)過程中存在顆粒體積膨脹率高、表面副反應(yīng)嚴(yán)重的問題，還會導(dǎo)致硅基負(fù)極材料在循環(huán)過程中反復(fù)生成副反應(yīng)層(sei膜)，導(dǎo)致副反應(yīng)膜過厚，并快速消耗活性鋰離子從而加速循環(huán)衰減，影響鋰離子電池的循環(huán)使用壽命，惡化膨脹性能。而且，研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的硅基負(fù)極材料在循環(huán)過程中其表面反復(fù)生成的副反應(yīng)膜，還會存在脫落問題，從而導(dǎo)致硅基負(fù)極材料從已形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中脫離、失去活性，裸漏出的新鮮硅基負(fù)極材料表面會繼續(xù)發(fā)生副反應(yīng)生成副反應(yīng)層(sei膜)，影響鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性和膨脹性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種硅碳顆粒、負(fù)極片和電池，本發(fā)明通過在硅碳顆粒表面設(shè)置凹陷部，有利于硅基負(fù)極材料循環(huán)穩(wěn)定性和膨脹性能的提升。

2、本發(fā)明第一方面提供了一種硅碳顆粒，所述硅碳顆粒表面具有凹陷部；

3、所述硅碳顆粒表面所述凹陷部的數(shù)量n≥1；

4、所述凹陷部的直徑為0.05μm-5μm；

5、所述凹陷部的深度為10nm-5μm。

6、本發(fā)明第二方面提供了一種制備本發(fā)明第一方面所述的硅碳顆粒的方法，所述方法包括：

7、將多孔碳基體浸泡在氫氧化鉀溶液中進(jìn)行表面處理，然后將經(jīng)過所述表面處理的所述多孔碳基體放入氣相沉積爐中，通入氬氣并將溫度升高至800℃-1200℃，所述多孔碳基體表面產(chǎn)生凹陷部，最后通入硅源氣體，在所述多孔碳基體的孔道內(nèi)沉積納米硅；

8、和/或，將多孔碳基體放入氣相流化床設(shè)備中進(jìn)行表面流化碰撞處理，所述多孔碳基體表面產(chǎn)生凹陷部，然后將經(jīng)過所述表面流化碰撞處理的物料放入氣相沉積爐中通入硅源氣體，在所述多孔碳基體的孔道內(nèi)沉積納米硅；

9、和/或，將多孔碳基體放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨表面改性處理，所述多孔碳基體表面產(chǎn)生凹陷部，然后將經(jīng)過所述球磨表面改性處理的物料放入氣相沉積爐中通入硅源氣體，在所述多孔碳基體的孔道內(nèi)沉積納米硅。

10、本發(fā)明第三方面提供了一種負(fù)極片，所述負(fù)極片包括本發(fā)明第一方面所述的硅碳顆粒和/或由本發(fā)明第二方面所述方法制備得到的所述硅碳顆粒；

11、所述負(fù)極片包括負(fù)極活性涂層，所述負(fù)極活性涂層包括所述硅碳顆粒；所述硅碳顆粒表面所述凹陷部的數(shù)量n與所述負(fù)極活性涂層中元素硅的含量c％的比值n/c為0.04-10；

12、和/或，c為3％-70％。

13、本發(fā)明第四方面提供了一種電池，所述電池負(fù)極片和電解液，所述負(fù)極片為本發(fā)明第三方面所述的負(fù)極片；

14、所述電解液包括含氟添加劑，所述含氟添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、libf4、licf3so3、li(cf3so2)2n、lipo2f2和lidfob中的至少一種。

15、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有以下優(yōu)勢：

16、本發(fā)明通過在硅碳顆粒表面設(shè)置凹陷部，增加了硅碳顆粒表面的反應(yīng)面積和反應(yīng)位點，改善了硅碳顆粒與表面sei膜之間的粘接性和穩(wěn)定性；為硅碳負(fù)極材料提供了膨脹緩沖空間，改善了負(fù)極的膨脹性能，從而有利于大幅改善硅基負(fù)極材料循環(huán)穩(wěn)定性和膨脹性能。

17、在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

技術(shù)特征：

1.一種硅碳顆粒，其特征在于，所述硅碳顆粒表面具有凹陷部；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳顆粒，其中，所述硅碳顆粒表面所述凹陷部的數(shù)量n為4-20；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅碳顆粒，其中，所述硅碳顆粒的平均粒徑為4μm-18μm；優(yōu)選為6μm-15μm；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅碳顆粒，其中，所述硅碳顆粒受到377mpa的壓力后的中值粒徑dv50變化率≤15％；優(yōu)選為2％-8％。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅碳顆粒，其中，所述硅碳顆粒受到377mpa的壓力后的球形度變化率≤10％；優(yōu)選為1％-4％。

6.一種制備權(quán)利要求1-5中任一項所述的硅碳顆粒的方法，其特征在于，所述方法包括：

7.一種負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極片包括權(quán)利要求1-5中任一項所述的硅碳顆粒和/或由權(quán)利要求6所述方法制備得到的所述硅碳顆粒；

8.一種電池，其特征在于，所述電池包括負(fù)極片和電解液，所述負(fù)極片為權(quán)利要求7所述的負(fù)極片；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池，其中，所述電池在25℃，充放電截止電壓為3.0v-4.53v，1c充電，1c放電的條件下，循環(huán)300周后滿電拆解：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池，其中，所述硅碳顆粒表面sei膜中氟元素的含量為1％-15％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅碳顆粒、負(fù)極片和電池。本發(fā)明提供一種硅碳顆粒，所述硅碳顆粒表面具有凹陷部；所述硅碳顆粒表面所述凹陷部的數(shù)量N≥1；所述凹陷部的直徑為0.05μm?5μm；所述凹陷部的深度為10nm?5μm。本發(fā)明通過在硅碳顆粒表面設(shè)置凹陷部，有利于硅基負(fù)極材料循環(huán)穩(wěn)定性和膨脹性能的提升。

技術(shù)研發(fā)人員：薛佳宸,汪輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海冠宇電池股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24