[發明專利]硅碳復合材料、鋰離子電池及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811519150.8
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN111312996B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 葛傳長;范拯華;曾繁俊;沈龍;吳志紅
• 申請（專利權）人: 上海杉杉科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;劉奉麗

1.一種硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，其包括下述步驟：

(1)將添加劑、物質A和納米硅漿料的混合液和物質B混合，經固化反應，得到樹脂固化物；

所述添加劑為包含胺基和/或環氧基的硅烷偶聯劑；所述添加劑與所述物質A的質量比為(0.05～1):100；所述納米硅漿料包含硅顆粒、液體研磨劑和分散劑；所述添加劑與所述硅顆粒的質量比為(0.15～0.35):100；所述硅顆粒的體積平均粒徑D50為20～200nm；

所述物質A為液態樹脂或液態樹脂的單體A，所述液態樹脂為環氧樹脂、酚醛樹脂和酚醛環氧樹脂中的一種或多種；

當所述物質A為液態樹脂時，所述物質B為固化劑，所述固化劑為非脂肪胺類固化劑、酸酐類固化劑和醛類固化劑中的一種或多種；所述硅顆粒與所述液態樹脂的質量比為(10～100):100；

當所述物質A為液態樹脂的單體A時，所述物質B為液態樹脂的單體B，所述液態樹脂的單體A和所述液態樹脂的單體B經固化反應制得固化的樹脂；所述硅顆粒與所述液態樹脂的單體A的質量比為(40～110):100；

(2)將步驟(1)中所述樹脂固化物經預碳化處理、碳化處理和包覆處理后，即得。

2.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，當所述硅烷偶聯劑為包含環氧基的硅烷偶聯劑時，所述硅烷偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種或多種；

和/或，步驟(1)中，當所述硅烷偶聯劑為包含胺基和環氧基的硅烷偶聯劑時，所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、和/或、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲乙氧基硅烷；

和/或，步驟(1)中，當所述物質A為液態樹脂時，所述添加劑與所述液態樹脂的質量比為(0.1～0.3):100；

和/或，步驟(1)中，當所述物質A為液態樹脂的單體A時，所述添加劑與所述液態樹脂的單體A的質量比為(0.05～0.3):100；

和/或，步驟(1)中，所述添加劑與所述硅顆粒的質量比為0.2:100、0.3:100或0.33:100。

3.如權利要求2所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，當所述硅烷偶聯劑為包含環氧基的硅烷偶聯劑時，所述硅烷偶聯劑為γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷；

和/或，步驟(1)中，當所述硅烷偶聯劑為包含胺基和環氧基的硅烷偶聯劑時，γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

和/或，步驟(1)中，當所述物質A為液態樹脂時，所述添加劑與所述液態樹脂的質量比為0.1:100、0.2:100或0.3:100；

和/或，步驟(1)中，步驟(1)中，當所述物質A為液態樹脂的單體A時，所述添加劑與所述液態樹脂的單體A的質量比為0.1:100或0.1:102。

4.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述環氧樹脂為環氧值0.3～0.6的環氧樹脂；

和/或，步驟(1)中，所述酚醛樹脂為重均分子量小于600的線型酚醛樹脂；

和/或，步驟(1)中，所述酚醛環氧樹脂為重均分子量400～800、環氧值0.5～0.6的酚醛環氧樹脂；

和/或，步驟(1)中，所述液態樹脂的單體A為苯酚，所述液態樹脂的單體B為糠醛，或者，所述液態樹脂的單體A為糠醛，所述液態樹脂的單體B為苯酚；

和/或，步驟(1)中，當所述物質A為液態樹脂時，所述硅顆粒與所述液態樹脂的質量比為30:100、50:100或1:1；

和/或，步驟(1)中，當所述物質A為液態樹脂的單體A時，所述硅顆粒與所述液態樹脂的單體A的質量比為50:100或50:102。

5.如權利要求4所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述環氧樹脂為環氧值0.48～0.55的環氧樹脂；和/或，步驟(1)中，所述酚醛樹脂為重均分子量為500的線型酚醛樹脂；

和/或，步驟(1)中，所述酚醛環氧樹脂為重均分子量600、環氧值0.55的酚醛環氧樹；

和/或，步驟(1)中，所述苯酚和所述糠醛的摩爾比為1:1。