[發明專利]一種鋰離子電池硅基復合負極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210527007.X
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103151503A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉樹和;趙淑春
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子電池硅基復合負極材料，其特征在于：鋰離子電池硅基復合負極材料的成分及百分比為：硅23～56?wt%，氧化鎂36.7～72.5?wt%，石墨烯2～12?wt%。

2.?一種鋰離子電池硅基復合負極材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟包括如下：

（1）將微米級、亞微米級或納米級鎂粉和硅的氧化物粉末進行稱量配比，鎂粉與硅的氧化物的加入量按照硅氧化物/鎂的原子比例0.5～2?：1計算混合；

（2）在惰性氣體保護的條件下，采用機械干混或濕混的方法，將步驟（1）的混合料按照球料比1～50：1，轉速100～3000轉/分鐘、球磨時間0.5～20小時進行球磨混合，然后以1～30℃/min的升溫速率達到所需溫度450～900℃，保溫1.5～10小時，制得Si/MgO復合材料；

（3）在真空或惰性氣保護下，將步驟（2）中制備的Si/MgO復合材料在溫度700～1100℃,系統壓力在1.013×10⁵?Pa的條件下，采用碳源對Si/MgO復合材料進行催化化學氣相沉積生長石墨烯，生長時間為5～60min，最終制得鋰離子電池硅基復合負極材料。

3.根據權利要求2所述的鋰離子電池硅基復合負極材料的制備方法，其特征在于：所述硅的氧化物是SiO_x，其中x=0.5～2，粒徑為5nm～18μm。

4.根據權利要求2所述的鋰離子電池硅基復合負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的濕混是按照步驟（1）中混合料與乙醇的質量比1：2～5的比例加入乙醇。

5.根據權利要求2所述的鋰離子電池硅基復合負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的惰性氣氛為氮氣或體積含量為Ar：1～y%，?H₂：?y%的氫氬混和氣，其中y=0～10。

6.根據權利要求2所述的鋰離子電池硅基復合負極材料的制備方法，其特征在于：所述的碳源氣體是甲烷、乙炔、乙烯或環己烷。

7.根據權利要求2所述的鋰離子電池硅基復合負極材料的制備方法，其特征在于：所述碳源與Si/MgO復合材料進行催化化學氣相沉積生長石墨烯的反應中，最終制得的復合材料的硅：氧化鎂：石墨烯的比例為23～56?wt%?：36.7～72.5?wt%?：2～12?wt%。