[發(fā)明專利]一種硅碳負(fù)極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710270679.X
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107069016B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛方會(huì);楊玉潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東燭光新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/62;H01M4/1395
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)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(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述硅碳負(fù)極材料包括核結(jié)構(gòu)和殼結(jié)構(gòu)，所述核結(jié)構(gòu)具有由納米一次顆粒均勻分散于導(dǎo)電劑后緊密堆積而成的二次顆粒結(jié)構(gòu)，所述納米一次顆粒包括納米硅基顆粒；并且所述納米硅基顆粒之間、所述導(dǎo)電劑之間以及所述納米硅基顆粒與所述導(dǎo)電劑之間均分布有導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，且所述導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)與所述納米硅基顆粒及所述導(dǎo)電劑緊密連接；

所述制備方法主要包括如下步驟：

步驟1，捏合：將至少含有納米一次顆粒和聚合物單體的組分混合后捏合，使得聚合物單體均勻的分散于納米一次顆粒表面，得到前驅(qū)體漿料；

步驟2，聚合反應(yīng)：向步驟1的產(chǎn)物中加入引發(fā)劑，促使聚合物單體發(fā)生聚合反應(yīng)，生成的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包覆于納米一次顆粒的表面；

步驟3，造球：選擇聚合反應(yīng)發(fā)生到一定程度的步驟2得到的產(chǎn)物，進(jìn)行造球，得到二次顆粒；

步驟4，硅碳負(fù)極制備：將步驟3得到的產(chǎn)物進(jìn)行包覆、碳化，即得到成品硅碳負(fù)極材料；

步驟1所述捏合過(guò)程為：將納米一次顆粒、硅烷偶聯(lián)劑、聚合物單體、溶劑1捏合，得到混合物1；將導(dǎo)電劑、表面活性劑、溶劑2 捏合，得到混合物2；再將混合物1與混合物2共混，分散均勻得到前驅(qū)體漿料。

2.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)由高分子材料碳化得到；所述高分子材料在碳化之前，均勻的分布于所述納米硅基顆粒及所述導(dǎo)電劑之間，并將所述納米硅基顆粒與所述導(dǎo)電劑緊密粘接在一起。

3.一種權(quán)利要求2所述的硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述高分子材料由高分子單體原位聚合而得到。

4.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述納米硅基顆粒為單質(zhì)硅顆粒或/和硅氧化物顆粒；所述導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電炭黑、碳納米管、石墨烯、高分子材料碳化得到的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的至少一種；所述一次顆粒還包括非納米硅基負(fù)極顆粒；所述非納米硅基負(fù)極顆粒為天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳、石油焦、碳纖維、錫基負(fù)極材料、過(guò)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。

5.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟1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、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；步驟2所述引發(fā)劑包括異丙苯過(guò)氧化氫、特丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二特丁基、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化十二酰、過(guò)氧化苯甲酸特丁酯、過(guò)氧化特戊酸特丁酯、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯、過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯中的至少一種。

6.一種權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟3所述聚合反應(yīng)發(fā)生到一定程度是指聚合反應(yīng)進(jìn)行了10％～90％。