[發明專利]一種硅碳復合負極材料及其制備方法、鋰離子電池

有效

• 申請號: 201711350301.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108063232B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 徐軍紅
• 申請（專利權）人: 徐軍紅
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 張兵兵

1.一種硅碳復合負極材料，其特征在于，包括內核和包覆于內核外的外殼，所述內核為多孔硅，所述外殼為碳納米管/石墨烯/無定型碳復合體；

所述硅碳復合負極材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將多孔硅、有機溶劑、硅烷偶聯劑、復合導電液混勻，然后蒸發溶劑得多孔硅/石墨烯/碳納米管復合材料；所述復合導電液為碳納米管和石墨烯的復合導電液；

2）將步驟1）所得多孔硅/石墨烯/碳納米管復合材料與水、有機碳源、功能添加劑混勻，然后進行噴霧干燥，之后于700~900℃保溫1~12h，即得；所述功能添加劑為維生素C。

2.根據權利要求1所述的硅碳復合負極材料，其特征在于，所述多孔硅的質量為所述硅碳復合負極材料質量的10~50%。

3.根據權利要求1所述的硅碳復合負極材料，其特征在于，所述外殼的厚度為100～1000nm。

4.一種如權利要求1所述的硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將多孔硅、有機溶劑、硅烷偶聯劑、復合導電液混勻，然后蒸發溶劑得多孔硅/石墨烯/碳納米管復合材料；所述復合導電液為碳納米管和石墨烯的復合導電液；

2）將步驟1）所得多孔硅/石墨烯/碳納米管復合材料與水、有機碳源、功能添加劑混勻，然后進行噴霧干燥，之后于700~900℃保溫1~12h，即得；所述功能添加劑為維生素C。

5.根據權利要求4所述的硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1）中的多孔硅由以下制備方法得到：將硅粉于鹽酸中浸泡1～12h，再用氫氧化鈉溶液清洗1～10次，之后用蒸餾水清洗，干燥，即得。

6.根據權利要求4所述的硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1）中多孔硅、硅烷偶聯劑、復合導電液中的固體、有機溶劑的質量比為1～5：0.1～1：1～10：100。

7.根據權利要求4所述的硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1）中的硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷中的任意一種。

8.根據權利要求4所述的硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟2）中的有機碳源為葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素中的任意一種。

9.根據權利要求4所述的硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟2）中多孔硅/石墨烯/碳納米管復合材料、有機碳源、功能添加劑的質量比為30～50：10～30：1～5。

10.一種鋰離子電池，采用權利要求1所述的硅碳復合負極材料。