[發明專利]硅碳復合材料及其制備方法、含該材料的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201310151522.7
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103236530A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 朱廣燕;趙志剛;陳效華
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 柴亮;張天舒

1.一種硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

1）混料步驟：

將硅粉和導電碳材料加入到硅酸鈉溶液進行混料，得到混合物；

2）二氧化硅包覆步驟：

向步驟1）得到的混合物加入無機酸反應得到二氧化硅包覆的硅-導電碳網絡復合材料；

3）碳包覆步驟：

將步驟2）得到的二氧化硅包覆的硅-導電碳網絡復合材料用高分子聚合物在加熱下進行碳包覆；

4）脫二氧化硅層步驟：

將步驟3）得到的經過二氧化硅和碳包覆的硅-導電碳網絡復合材料用氫氟酸進行脫二氧化硅層，獲得硅碳復合材料。

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，在所述的混料步驟中，所述的混料為超聲分散1h-4h，硅粉與硅酸鈉的質量比為1︰（5-10），導電碳材料與硅粉的質量比為1︰（10-20）。

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，在所述的混料步驟中，所述的導電碳材料為石墨烯、碳納米管、氣相生長碳纖維、乙炔黑、膨脹石墨、石墨中的任意一種或幾種。

4.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，在二氧化硅包覆步驟中，所述的反應時間為2h-4h，所述的無機酸為鹽酸或硫酸。

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，在碳包覆步驟中，所述的高分子聚合物為聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、酚醛樹脂、瀝青、葡萄糖、蔗糖中的任意一種或幾種。

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，在碳包覆步驟中，所述的高分子聚合物與二氧化硅包覆的硅-導電碳網絡復合材料的質量比為1︰（1-3），所述的碳包覆的加熱溫度為700℃-900℃。

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，在脫二氧化硅層步驟中，所述的氫氟酸的質量濃度為5%-40%，反應時間為1h-10h，氫氟酸與硅酸鈉的物質的量比為（4-10）︰1。

8.如權利要求7所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，在脫二氧化硅層步驟中，所述的氫氟酸的質量濃度為10%-20%，反應時間為2h-8h。

9.一種硅碳復合材料，其特征在于，所述硅碳復合材料是通過權利要求1～8中任意一項所述的方法制備的。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，其負極含有權利要求9所述的硅碳復合材料。