[發(fā)明專利]一種硅碳負極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710270674.7
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107086305B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛方會;楊玉潔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東燭光新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 陳益思

1.一種硅碳負極材料，包括核結(jié)構(gòu)和殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述核結(jié)構(gòu)與所述殼結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有過渡層；所述過渡層與所述核結(jié)構(gòu)的外表面緊密連接；所述過渡層與所述殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面緊密連接，所述核結(jié)構(gòu)中含有硅基組分；

其制備方法主要包括如下步驟：

步驟1，核結(jié)構(gòu)表面官能團化：將核結(jié)構(gòu)表面進行官能團化待用；

步驟2，選擇具有極性官能團的聚合物材料，配制成漿料待用；

步驟3，將步驟2得到的漿料包覆于步驟1所述官能團化的核結(jié)構(gòu)表面，之后碳化；

步驟4，在步驟3得到的產(chǎn)物表面包覆殼結(jié)構(gòu)前驅(qū)體，之后碳化，得到成品硅碳負極材料；

步驟1所述官能團與步驟2所述官能團為相似的官能團，官能團之間具有相同或相近的極性；

步驟1所述官能團化包括羥基化或/和燒結(jié)部分氧化；步驟2所述具有極性官能團的聚合物材料包括烯烴類、醚類、硝基化合物、脂類、酮類、醛類、胺類、酰胺類、醇類、酚類、羧酸類中的至少一種，步驟1所述官能團與步驟2所述官能團為相似的官能團，兩者之間具有“相似相溶 ”效應(yīng)。

2.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負極材料，其特征在于，所述核結(jié)構(gòu)表層帶有官能團。

3.一種權(quán)利要求2所述的硅碳負極材料，其特征在于，所述過渡層與所述核結(jié)構(gòu)表層所帶官能團之間存在強相互作用；所述過渡層與所述殼結(jié)構(gòu)的表層之間有機結(jié)合在一起。

4.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負極材料，其特征在于，所述核結(jié)構(gòu)為一次顆粒結(jié)構(gòu)或二次顆粒結(jié)構(gòu)。

5.一種權(quán)利要求4所述的硅碳負極材料，其特征在于，所述一次顆粒結(jié)構(gòu)的粒徑為D1，且D1≥1μm；所述二次顆粒結(jié)構(gòu)中包含納米一次顆粒結(jié)構(gòu)，所述二次顆粒結(jié)構(gòu)的粒徑為D2，且D2≥1μm，所述納米一次顆粒結(jié)構(gòu)的粒徑為d2，且d2≤1μm；所述納米一次顆粒結(jié)構(gòu)中包含天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳、石油焦、碳纖維、鈦酸鋰、錫基負極材料、過渡金屬氮化物、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金中的至少一種。

6.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負極材料，其特征在于，所述殼結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)殼結(jié)構(gòu)層或/和單體原位聚合得到的聚合物碳化結(jié)構(gòu)層；

所述傳統(tǒng)殼結(jié)構(gòu)層為傳統(tǒng)包覆層原料炭化得到；所述傳統(tǒng)包覆層原料為酚醛樹脂、密胺樹脂、瀝青、聚乙烯、硬脂酸、PVC、聚丙烯腈、天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠、聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種；所述單體包括甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、二乙烯基苯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰嗎啉、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、正丙烯酸己酯、2-丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸十二酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇丙烯酸酯、雙-三羥基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種。