[發(fā)明專利]一種硅碳復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410428698.7
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105244477B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘輝;慈立杰;丁顯波;夏進(jìn)陽;楊杰;茆勝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市國創(chuàng)新能源研究院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/38;B82Y30/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種硅碳復(fù)合負(fù)極材料，由核、殼兩部分組成，所述殼包覆于所述核的外表面，其特征在于，所述核包括第一碳材料，呈球形或類球形，所述殼包括第二碳材料和第三碳材料，所述核、殼兩部分的質(zhì)量比為1-20:1；

其中，所述第一碳材料選自碳材料A、表面嵌有納米硅的碳材料A、表面嵌有納米硅和納米碳的碳材料A中一種以上，所述碳材料A選自天然石墨、人造石墨、軟碳和硬碳中的一種以上；所述第二碳材料為碳材料B，所述碳材料B為軟碳和/或硬碳；所述第三碳材料為表面嵌有納米硅的碳材料C和/或表面嵌有納米硅和納米碳的碳材料C，所述碳材料C選自石墨烯、碳納米管、碳纖維中的一種以上。

2.如權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述殼還包括第四碳材料，所述第四碳材料為所述碳材料C和/或碳材料D，所述碳材料D為碳納米管和/或碳纖維。

3.如權(quán)利要求1或2所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述納米硅為顆粒狀或薄膜狀，顆粒狀時粒度為1-500nm，薄膜狀時厚度為0.5-500nm。

4.如權(quán)利要求1或2所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述納米碳為薄膜狀，厚度為0.5-500nm。

5.如權(quán)利要求1或2所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，在所述殼中，所述碳材料B的質(zhì)量占比為5％-95％。

6.如權(quán)利要求2所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，在所述殼中，所述碳材料C的質(zhì)量占比為0％-50％，所述碳材料D的質(zhì)量占比為0％-50％。

7.如權(quán)利要求1或2或6所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述負(fù)極材料的粒度為2-60um。

8.如權(quán)利要求2或6所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述第三碳材料和碳材料C嵌入所述第二碳材料中，所述碳材料D覆在所述第二碳材料外表面。

9.如權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述納米碳包覆在所述納米硅上。

10.一種用于制備如權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

準(zhǔn)備材料：制備或購買權(quán)利要求1所述的第一碳材料和第三碳材料、第二碳材料前驅(qū)體，所述第二碳材料前驅(qū)體選自瀝青、檸檬酸、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、蔗糖、葡萄糖中的至少一種；

負(fù)極材料前驅(qū)體的制備：將所述第一碳材料作為核，所述第三碳材料和第二碳材料前驅(qū)體作為殼前驅(qū)體，通過噴霧干燥技術(shù)或固相捏合技術(shù)將所述核與殼前驅(qū)體復(fù)合在一起，制得具有核殼結(jié)構(gòu)的硅碳復(fù)合負(fù)極材料前驅(qū)體；

負(fù)極材料的制備：將所述負(fù)極材料前驅(qū)體置于惰性氣體氣氛下進(jìn)行高溫加熱處理，制得硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其中，加熱溫度由室溫升至500-1000℃后恒溫1-5小時，升溫速率為1-10℃/分鐘。

11.如權(quán)利要求10所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，在所述負(fù)極材料的制備步驟之后，通過化學(xué)氣相沉積方法將權(quán)利要求2所述碳材料D沉積在所述硅碳復(fù)合負(fù)極材料上。

12.如權(quán)利要求10所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，權(quán)利要求1所述的納米硅和納米碳的嵌入方法是化學(xué)氣相沉積法。