[發明專利]低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710809401.5
• 申請日: 2017-09-10
• 公開（公告）號: CN107611397A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 朱德康
• 申請（專利權）人: 綿陽梨坪科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料，其特征在于：所述鋰離子電池用硅碳合金負極材料以粒度20～250nm的硅粉顆粒為基體，基體表面包裹有碳納米 管和無定型碳，碳納米纖維和無定型碳的厚度為400～700nm，所述碳納米纖維 和無定型碳為短線狀、塊狀和層狀中空結構裂解碳。

2.一種低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，包括以下步驟：一、按質量比，將1～9％的催化劑前軀體、1～5％的添加劑和86～98％的20～250nm 硅粉，按料與有機溶劑質量體積比100∶2～4混于有機溶劑中，得到漿料； 所述催化劑前軀體為硝酸鐵、乙酸鎳和硫酸銅中的一種以上，所述添加劑是 羥甲基纖維素或檸檬酸，所述有機溶劑是丙酮、乙醇、四氫呋喃和蒸餾水中 的一種以上；二、漿料干燥，得到含水量為0.01％以下的粉末；三、將干燥 得到的粉末以升溫速率3℃/min，至溫度為600～900℃，煅燒1～10小時， 爐內自然冷卻至室溫；四、以升溫速率3～5℃/min，至化學氣相沉積溫度 600～850℃，充入碳源氣體，流量為1～4L/min.M3，同時充入保護氣體，流 量為1～3L/min.M3，化學氣相沉積時間為1～3h，自然降溫至室溫停止充入 保護氣體，得到復合顆粒即低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料；所述碳源氣體 為乙炔、甲烷或液化石油氣，所述保護氣體為氮氣或氬氣。

3.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：將復合顆粒進行粉碎，粒徑為10～60um。

4.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：所述超聲振蕩功率密度為1600W/m2，時間1～20h。

5.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：所述將漿料干燥，升溫速度為5℃/min，至溫度為100℃～200，干燥 烘干10h。

6.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：將煅燒后的物料進行破碎，破碎后粒徑分布為200～800nm。

7.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：所述化學氣相沉積爐體轉速為0.5r/min。

8.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟一按質量比，將2～5％的催化劑前軀體、1～5％的添加劑和 91～95％的20～250nm硅粉，混于有機溶劑中。

9.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟三煅燒1～10小時。

10.根據權利要求2所述的低成本鋰離子電池用硅碳合金負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟四升溫速率3℃/min，化學氣相沉積溫度600～750℃，化學 氣相沉積時間為1～2h。