[發明專利]硅碳復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201210570214.3
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103904307A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 沈龍;董愛想;李虹;胡建華;喬永民
• 申請（專利權）人: 寧波杉杉新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/583
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鐘華;余化鵬

1.一種硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：其包括下述步驟：

將無定形硅粉、石墨、有機碳源與乙醇溶劑獲得的漿料，進行干燥造粒之后在非氧化性氣氛條件下熱處理，即可得到硅碳復合材料；所述的熱處理溫度為350℃～600℃；所述的無定形硅粉與石墨的質量比為（1：1）～（1：9）；所述無定形硅粉粒徑D50為50nm～1μm。

2.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：所述的硅碳復合材料的粒徑D50為5μm～20μm。

3.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：所述的無定形硅粉為上海杉杉新材料研究院生產的a-Si-1系列的無定形硅粉；所述無定形硅粉粒徑D50為50nm～1μm，優選D50為150nm～500nm，進一步優選150nm～300nm；所述的石墨優選為人造石墨、天然石墨和中間相石墨中的一種或多種；所述的石墨的粒徑優選D50＜5μm，進一步優選0.5μm～3μm。

4.如權利要求1任一項所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：所述的有機碳源為糖和/或烷烴類有機酸；所述的糖優選為醋酸纖維素；所述的烷烴類有機酸優選為檸檬酸、月桂酸和硬脂酸中的一種或多種。

5.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：所述的漿料的分散通過使用高速分散機進行攪拌分散，再采用超聲波分散儀進行分散獲得；所述的攪拌分散的時間優選為0.5h～6h；所述的分散的時間優選為0.5h～3h，進一步優選1h～3h；所述的高速分散機和超聲波分散儀的處理量均為0L/H～100L/H，但不為0；所述的高速分散機的轉速優選為0rpm～1450rpm，但不為0，進一步優選600rpm～1200rpm；所述的高速分散機的功率優選為0kw～140kw，但不為0；所述的超聲波分散儀的功率優選為0kw～7.5kw，但不為0，進一步優選5w；所述的超聲波分散儀的頻率優選為0khz～20khz，但不為0，進一步優選10khz。

6.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：所述的干燥造粒采用噴霧干燥造粒機造粒；所述的干燥造粒操作的進料速度優選為5kg/h～15kg/h漿料，進風口溫度優選200℃～420℃，出風口溫度為優選80℃～130℃。

7.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：所述的熱處理采用裂解有機碳源獲得無定形碳的方法；所述的熱處理的溫度優選350℃～450℃；所述的熱處理時的升溫速率優選為2℃/min～10℃/min；所述的熱處理的時間優選為2h～6h；所述的非氧化性氣氛優選為氮氣、氬氣和氫氣中的一種或多種。

8.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于：在得到所述的硅碳復合材料后，進行分級處理；所述的分級處理所采用的設備優選自分流式超微粉氣流分級機、多級氣流分級機或逆流式氣流分級機。

9.如權利要求1～8任一項所述的制備方法制得的硅碳復合材料。

10.如權利要求9所述的硅碳復合材料在制備鋰離子電池負極材料中的應用。