[發(fā)明專利]一種硅碳復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810659143.1
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108807927B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹圣平;趙躍;俞曄虎;姜偉偉;唐義;杜法舉
• 申請（專利權(quán)）人: 南通百川新材料有限公司;江蘇百川高科新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京一格知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 楊寶根

1.一種硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：所述硅碳復(fù)合負(fù)極材料為納米硅/C/M/有機(jī)碳源碳化的碳，其中，C為碳材料，M為金屬氯化物；

所述金屬氯化物為ZnCl₂、FeCl₃、CoCl₂、NiCl₂、CuCl₂、MnCl₂、NaCl和KCl中的一種或幾種；

所述硅碳復(fù)合負(fù)極材料以納米硅和碳材料為原料，加入金屬氯化物，均勻分散于有機(jī)碳源，經(jīng)高溫碳化、破碎得到；具體步驟如下：

（1）將納米硅和碳材料在金屬氯化物溶液中混合，并加熱，攪拌均勻得到漿體；

（2）將步驟（1）得到的漿體，繼續(xù)加熱進(jìn)行濃縮，得到固相中間體，然后冷卻至室溫；

（3）將步驟（2）得到的固體中間相加入有機(jī)碳源液相中，攪拌均勻，得到漿料；

（4）將步驟（3）得到的漿料加熱進(jìn)行固化，得到凝膠相；

（5）將步驟（4）得到的凝膠相在高溫環(huán)境中通保護(hù)氣進(jìn)行燒結(jié)，得到燒結(jié)相，最后將燒結(jié)相破碎，得到硅碳復(fù)合負(fù)極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：所述碳材料為碳納米管、石墨烯、碳纖維、天然石墨、人造石墨、中間相碳微球和富勒烯中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：所述有機(jī)碳源為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、羧甲基纖維素、瀝青、乙基甲基碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡膠、聚氯乙烯、聚乙烯、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚丁二酸乙二醇酯、聚癸二酸乙二醇、聚乙二醇亞胺、聚乙炔、聚對苯、聚苯胺、聚吡咯、聚并苯、聚間苯二胺、聚對苯撐乙烯、聚噻吩、聚酰亞胺和聚苯硫醚中的一種或幾種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中金屬氯化物溶液中金屬氯化物與水的質(zhì)量比為1:500～5000，納米硅與碳材料的質(zhì)量比為1:1～9，納米硅和金屬氯化物的質(zhì)量比為450:1～9:1，步驟（1）中的加熱溫度為35℃～230℃，攪拌速度為100r/min～2200r/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的加熱溫度為35℃～230℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中有機(jī)碳源的用量為步驟（1）中納米硅的0.6～2倍，步驟（3）中的攪拌速度為100r/min～2200r/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中的加熱溫度為35℃～230℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（5）中保護(hù)氣為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣和氙氣中的一種，保護(hù)氣的流量為0.1m³/h～6.5m³/h，步驟（5）中的高溫環(huán)境為以1℃/min～20℃/min的升溫速率升至200℃～1200℃，并保溫0.5h～24h，步驟（5）中的破碎粒度為1.5μm～66.5μm。