[發明專利]硅碳負極材料的制備方法及采用該方法制備得到的硅碳負極材料

有效

• 申請號: 201710270675.1
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106898755B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 毛方會;楊玉潔
• 申請（專利權）人: 廣東燭光新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 陳益思

1.一種硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟步驟1，配制含有石墨烯的包覆層漿料，噴霧進入包覆室，并使得形成的顆粒帶有電荷，且每個顆粒的帶電量為Q1；

步驟2，將核結構組分噴入包覆室，并使得其表面帶有與步驟1所述顆粒相反的電荷，且每個顆粒的帶電量為Q2；

步驟3，包覆反應：調節包覆室內的氣流，使得步驟1的顆粒均勻的包覆于步驟2所述的核結構表面；

步驟4，進行后處理得到成品硅碳顆粒；

所述核結構中包含硅基負極材料。

2.一種權利要求1所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1所述的石墨烯包括非官能團化石墨烯和/或官能團化石墨烯；步驟2所述核結構為一次顆粒結構或二次顆粒結構。

3.一種權利要求2所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，所述官能團化石墨烯中的官能團為羧基、羥基、環氧基、羰基、硝基、氨基中的至少一種；所述硅基負極材料包括硅單質或/和硅氧化物；所述核結構中還包含非硅基負極材料，所述非硅基負極材料包括天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳、石油焦、碳纖維、碳酸鋰、非硅合金負極材料中的至少一種。

4.一種權利要求1所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1所述包覆層漿料中還包含傳統包覆層原料或/和聚合物單體。

5.一種權利要求4所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，所述傳統包覆層原料為酚醛樹脂、密胺樹脂、過氯乙烯、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、納米氧化銅、納米氧化鎂、納米氧化鈦、納米氧化鋁、納米石墨、石墨片中的至少一種；所述聚合物單體包括甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、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。

6.一種權利要求1所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，Q2≥2*Q1。

7.一種權利要求1所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，Q2≥10*Q1。

8.一種權利要求2所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，當步驟1所述石墨烯為官能團化石墨烯時，步驟4所述的后處理為：將步驟3得到的產物進行還原處理，促使石墨烯片層之間官能團進行交聯反應，形成緊密連接的包覆層結構，之后進行熱處理提高包覆層的導電率最終得到成品硅碳負極材料。

9.一種權利要求4所述的硅碳負極材料的制備方法，其特征在于，當步驟1所述的包覆層漿料中含有聚合物單體時，步驟4所述的后處理為：將步驟3得到的產物，置于含有引發劑的環境中，促使單體聚合，將包覆層緊密的粘接在一起，之后碳化即得到成品硅碳負極材料。

10.一種權利要求1所述的硅碳負極材料制備方法制備得到的硅碳負極材料，包括核結構和殼結構，所述殼結構均勻包覆于所述核結構的表面，其特征在于，所述殼結構的厚度為h，且h≤100nm。