(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 202111557022.4 (22)申请日 2021.12.18 (71)申请人 万向一二三股份公司 地址 311215 浙江省杭州市萧 山区经济技 术开发区建 设二路85 5号 (72)发明人 宫娇娇　陈军　黄建根　郑利峰　 (74)专利代理 机构 浙江英普律师事务所 3 3238 代理人 王广　王炎军 (51)Int.Cl. H01M 4/38(2006.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 4/134(2010.01) H01M 4/1395(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/056(2010.01)H01M 10/0562(2010.01) H01M 10/0565(2010.01) (54)发明名称 一种纳米硅复合材料、 电池负极和固体电池 及其制备方法和用途 (57)摘要 本发明公开了一种纳米硅复合材料、 电池负 极和固体电池及其制备方法和用途。 一种纳米硅 复合材料的制备方法， 包括如下： 纳米硅、 纳米碳 材料、 四(4 ‑氨基苯基)乙烷和2,5 ‑二甲氧基 ‑1, 4‑二甲醛溶解于溶剂中， 加入乙酸水溶液进行反 应， 热处理， 得到所述的纳米硅复合材料。 本发明 制备了COFs/CNTs纳米硅复合材料， 改善了硅材 料的电导性和机械强度； 并且采用Li6PS5B r前驱 体溶液渗透进入复合负极片内部， 利用液相传输 提高了极片 锂离子传输性能， 显著降低了固体电 池的界面阻抗， 延长 了固体电池的循环寿 命。 权利要求书2页 说明书6页 CN 114388767 A 2022.04.22 CN 114388767 A 1.一种纳米硅复合材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下： 纳米硅、 纳米碳材料、 四(4 ‑氨基苯基)乙烷和2,5 ‑二甲氧基 ‑1,4‑二甲醛溶解于溶剂 中， 加入乙酸水 溶液进行反应， 热处 理， 得到所述的纳米硅复合材 料。 2.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述纳米硅的粒径为20 0‑800nm； 和/或， 所述纳米碳材 料包括碳纳米管或碳纳米纤维； 和/或， 所述纳米硅、 纳米碳材料、 四(4 ‑氨基苯基)乙烷和2,5 ‑二甲氧基 ‑1,4‑二甲醛的 质量比为(6 0‑70):(5‑10):(1‑3):(1‑3)； 和/或， 所述溶剂为由1， 4 ‑二氧六环和均三甲苯 形成的混合溶剂； 和/或， 所述乙酸和纳米硅的质量比为(1 ‑20)： (5‑40)； 和/或， 所述乙酸水 溶液的浓度为(4 ‑8)mol/L。 和/或， 所述热处 理的温度为80 ‑140℃； 和/或， 所述热处 理的时间为 48‑72h。 3.根据权利要求1 ‑2任一项所述的方法得到的纳米硅复合材 料。 4.根据权利要求3所述的纳米硅复合材 料作为原料在制备电池负极中的用途。 5.一种电池负极， 其特征在于， 包括负极浆料、 Li6PS5Br前驱体溶液和集流体； 所述负极 浆料包括权利要求3所述的纳米硅复合材 料、 石墨、 导电剂、 粘结剂和N ‑甲基吡咯烷酮。 6.根据权利要求5所述的电池负极， 其特 征在于， 所述石墨的粒径为3 ‑10 μm； 和/或， 所述导电剂选自碳黑、 科琴黑、 导电石墨、 碳纳米管、 石墨导电纤维中的一种或 多种； 和/或， 所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、 丁苯橡胶、 聚偏氟乙烯、 聚乙烯丙烯酸、 聚丙 烯酸、 海藻酸钠、 聚(9,9 ‑二辛基芴 ‑共‑芴酮‑共‑甲基苯甲酸)、 羧甲基壳聚糖、 聚丙烯腈中 的一种或多种； 和/或， 所述纳米硅 复合材料、 石 墨、 导电剂、 粘结剂和N ‑甲基吡咯烷酮的质量比为(20 ‑ 40):(40‑60):(3‑7):(5‑10)： (60‑90)； 和/或， 所述Li6PS5Br前驱体溶液的制备方法为： 将Li2S、 P2S5和LiBr形成的混合物加入 乙二醇单丙醚形成悬浮液， 然后加入等体积比的乙醇， 得到所述的L i6PS5Br前驱体溶 液； 和/或， 所述 集流体选自铜箔、 网状铜箔、 不锈钢箔或网状不锈钢中的一种或多种。 7.根据权利要求7所述的电池负极， 其特征在于， 所述Li2S、 P2S5和LiBr的摩尔比为(3 ‑ 5):(0.5‑1):(0.5‑1.5)； 和/或， 所述乙二醇单丙醚与混合物的质量比为(0.5 ‑1.5)： (10 ‑20)。 8.根据权利要求5 ‑7任一项所述的电池负极的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下： 1)将所述纳米硅复合材料、 石墨、 导电剂、 粘结剂和N ‑甲基吡咯烷酮按照配比混合， 得 到负极浆料； 2)将所述负极浆料涂覆在所述 集流体上， 得到复合负极； 3)将所述复合负极浸泡于所述 Li6PS5Br前驱体溶 液中， 烘干， 得到电池负极。 9.一种固体电池， 其特 征在于， 包括权利要求5 ‑7任一项所述的电池负极。 10.根据权利要求9所述的固体电池， 还包括正极和固体电解质， 其特征在于， 所述正极 由正极活性材 料和导电剂形成； 所述正极活性材料选自磷酸铁锂LFP、 锰酸锂LMO、 钴酸锂LCO或层状三元正极材料NCM权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114388767 A 2中的一种或多种； 所述导电剂为 碳黑、 科琴黑、 导电石墨、 碳纳米管、 石墨导电纤维中的一种或多种； 所述固体电解质选自陶瓷型固体电解质、 硫化物固体电解质或聚合物固体电解质中的 一种或多种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114388767 A 3