(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111480556.1 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 成都佰思格科技有限公司 地址 611730 四川省成 都市高新区天骄路 368号三层B-330室 (72)发明人 王瑨　谢皎　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 代理人 孟佳 (51)Int.Cl. C01B 21/076(2006.01) C01B 32/05(2017.01) C01B 33/113(2006.01) C01B 33/02(2006.01) B82Y 40/00(2011.01)B82Y 30/00(2011.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/38(2006.01) H01M 4/48(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种Si@SiOx-TiN/C复合负极材料、 制备方 法及锂离 子电池 (57)摘要 本发明提供了一种Si@Si Ox‑TiN/C复合负极 材料、 制备方法及锂离子电池， 涉及钠离子电池 技术领域， 所述制备方法包括： 将纳米硅加入到 含有表面活性剂的醇溶剂中， 得到稳定的悬浊 液； 将钛源滴加到悬浊液中， 得到混合物A； 将混 合物A转移到水热釜中进行水热反应， 得到Si@ TiO2复合负极材料； 将Si@TiO2复合负极材料与 裂解碳前驱体或高导电炭球磨混合， 得到混合物 B； 将混合物B在氮气保护下加热处理， 并降到室 温后， 得到Si@Si Ox‑TiN/C复合负极材料。 与现有 技术比较， 本发明的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材 料作为锂离子电池负极材料时， 表现出很好的充 放电倍率性能和循环稳定性。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 114229807 A 2022.03.25 CN 114229807 A 1.一种Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1， 将纳米硅加入到含有表面活性剂的醇溶剂中， 超声分散， 得到稳定的悬 浊液； 步骤S2， 在搅拌状态下， 将钛源滴加到所述悬 浊液中， 得到混合物 A； 步骤S3， 将所述混合物 A转移到水 热釜中进行 水热反应， 得到Si@TiO2复合负极材 料； 步骤S4， 将所述Si@TiO2复合负极材料与裂解碳前驱体或高导电炭球磨 混合， 得到混合 物B； 步骤S5， 将所述混合物B在氮气保护下加热处理， 并降到室温后， 得到Si@SiOx ‑TiN/C复 合负极材 料。 2.根据权利要求1所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制 备方法， 其特征在于， 所述 纳米硅与所述表面活性剂的质量比范围包括1:(0.5 ‑1)。 3.根据权利要求1或2所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制备方法， 其特征在于， 所 述表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮、 F127或P123 。 4.根据权利要求1所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制 备方法， 其特征在于， 步骤 S2中， 所述 钛源与所述纳米硅的摩尔比范围包括(0.1 ‑1)： 1。 5.根据权利要求1或4所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制备方法， 其特征在于， 所 述钛源包括钛的氯化物、 钛的硫酸盐或钛的醇盐。 6.根据权利要求1所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制 备方法， 其特征在于， 步骤 S3中， 所述水热反应中的温度范围包括150℃ ‑230℃， 所述水热反应的时间范围包括12 ‑ 36h。 7.根据权利要求1所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制 备方法， 其特征在于， 步骤 S4中， 所述裂解 碳前驱体或高导电炭的加入质量百分比范围包括5wt.％ ‑40wt.％。 8.根据权利要求1所述的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料的制 备方法， 其特征在于， 步骤 S5中所述加热处理的温度范围包括1100℃ ‑1500℃， 所述加热处理的时间为范围包括0.5 ‑ 6h。 9.一种Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料， 其特征在于， 根据如权利要求1 ‑8任一项所述的 Si@SiOx‑TiN/C复合负极材 料的制备 方法制备。 10.一种锂离子电池， 其特征在于， 包括如权利要求1 ‑8任一项所述的Si@SiOx ‑TiN/C复 合负极材料的制备方法制备的Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料或如权利要求9所述的Si@ SiOx‑TiN/C复合负极材 料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114229807 A 2一种Si@SiOx ‑TiN/C复合负极材料、 制备方 法及锂离 子电池 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池技术领域， 具体而言， 涉及一种S i@SiOx‑TiN/C复合负极材 料、 制备方法及锂离 子电池。 背景技术 [0002]锂离子电池已经广泛应用于便携式电子产品领域、 新能源汽车领域以及储能领 域。 近年来， 随着新能源汽车行业的迅猛发展对锂离子电池的容量、 寿命、 倍率性能和安全 可靠性能等方面 提出了更高的要求。 [0003]硅负极材料因具有理论比容量高、 价格低廉、 对环境友好以及高于锂枝晶形成的 充放电电压而 备受关注。 但是， 硅负极导电性能较差， 且其在充放电过程中会发生严重的体 积膨胀和收缩， 体积变化过程中会造成硅的粉化， SEI膜的不 断形成， 从而导致电池容量迅 速衰减， 循环性能变差 。 [0004]目前， 将碳材料作为包覆材料制备Si/C复合负极材料用于锂离子电池， 可有效提 高硅基负极材料 的性能。 但是碳材料 的机械强度较低， 在长循环过程中硅体积膨胀产生的 应力易导致包覆炭层的破裂。 现有技术中， 将过渡 金属氮化物(TiN)引入Si/C复合负极材料 中， 可提高硅颗粒表面包覆层的强度， 从而提高硅基复合负极材料的电化学性能， 但是在制 备Si/TiN/C复合负极材料的过程中， TiN粉末无法在硅颗粒表 面形成很好的包覆壳层， 而且 硅颗粒与表面包覆层之间为物理接触， 使其在长循环过程中无法形成有效地保护， 影响材 料的性能， 限制了Si/Ti N/C复合负极材 料在锂离 子电池方面的应用。 [0005]鉴于上述 缺陷， 本发明创作者经 过长时间的研究和实 践终于获得了 本发明。 发明内容 [0006]本发明解决的问题是现有技术中TiN粉末无法在硅颗粒表面形成很好的包覆壳 层， 且在长循环过程中无法形成有效地保护， 限制了锂离 子电池的应用。 [0007]为解决上述问题， 本发明提供一种Si@S iOx‑TiN/C复合负极材料的制备方法， 包括 如下步骤： [0008]步骤S1， 将纳 米硅加入到含有表面活性剂的醇溶剂中， 超声分散， 得到稳定的悬浊 液； [0009]步骤S2， 在搅拌状态下， 将钛源滴加到所述悬 浊液中， 得到混合物 A； [0010]步骤S3， 将所述混合物A转移到水热釜中进行水热反应， 得到Si@TiO2复合负极材 料； [0011]步骤S4， 将所述S i@TiO2复合负极材料与裂解碳前驱体或高导电炭球磨混合， 得到 混合物B； [0012]步骤S5， 将所述混合物B在氮气保护下加热处理， 并降到室温后， 得到Si@SiOx ‑ TiN/C复合负极材 料。 [0013]较佳地， 所述纳米硅与所述表面活性剂的质量比范围包括1:(0.5 ‑1)。说　明　书 1/6 页 3 CN 114229807 A 3