[發明專利]Si/SiOx/C復合負極材料、其制備方法及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201810167349.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108336342B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 季晶晶;徐帥;何暢雷;黃尚明;夏永高;劉兆平
• 申請（專利權）人: 寧波富理電池材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

1.一種Si/SiOx/C復合負極材料，包括：

負載有SiOx顆粒和導電碳顆粒的多孔硅顆粒基體；所述SiOx顆粒中，x的范圍為0x2；

附著在所述多孔硅顆粒基體的外表面和內部孔壁表面的無定形碳；

所述Si/SiOx/C復合負極材料的制備方法，由以下步驟組成：

A）將硅合金進行酸腐蝕，洗滌、干燥后，得到多孔硅前驅體；

B）將所述多孔硅前驅體、SiOx粉體、含碳化合物、導電碳材料、分散劑和溶劑攪拌混合，經噴霧干燥后，燒結、篩分、除鐵得到Si/SiOx/C復合負極材料；

所述含碳化合物選自蔗糖、葡萄糖和淀粉中的一種或幾種；

所述導電碳材料選自石墨烯、納米石墨和導電炭黑中的一種或幾種；

所述分散劑選自聚乙烯醇、環氧樹脂和聚維酮中的一種或幾種；

所述多孔硅前驅體、SiOx粉體、含碳化合物、導電碳材料和分散劑的質量比為10~50：50~90：3~10：0.1~5：0.1~5；

所述Si/SiOx/C復合負極材料的比表面積為1~50m²/g，孔徑為5nm~5μm，粒徑為5~45μm；

所述多孔硅顆粒基體中多孔硅顆粒的粒徑為5~500nm；

所述SiOx顆粒的粒徑為100 nm~5μm；

所述導電碳顆粒的粒徑為30nm~5μm。

2.根據權利要求1所述的Si/SiOx/C復合負極材料，其特征在于，所述酸腐蝕具體為：

在40~80℃下，先用除氫氟酸以外的強酸腐蝕8~24h，再用氫氟酸腐蝕4~10h；

所述除氫氟酸以外的強酸的質量濃度為20%~40%。

3.根據權利要求1所述的Si/SiOx/C復合負極材料，其特征在于，所述硅合金中的合金元素包括Al、Sn、Cu、Fe、Mn、Mg和Ga中的一種或幾種；

所述硅合金的粒徑為1~30μm。

4.根據權利要求1所述的Si/SiOx/C復合負極材料，其特征在于，

所述溶劑包括水、乙醇、丙酮和四氫呋喃的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的Si/SiOx/C復合負極材料，其特征在于，所述含碳化合物和溶劑的用量比為0.5~10g：100~1000mL。

6.根據權利要求1所述的Si/SiOx/C復合負極材料，其特征在于，所述噴霧干燥的進風口溫度為220~250℃；所述噴霧干燥的出風口溫度為80~100℃。

7.根據權利要求1所述的Si/SiOx/C復合負極材料，其特征在于，所述燒結的溫度為450℃~1200℃；所述燒結的時間為4~10 h。

8.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的負極包括權利要求1~7任一項所述的Si/SiOx/C復合負極材料。