[發明專利]一種鋰離子電池用硅碳復合負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811637925.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109755517A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 曹新龍;田占元;曹國林;邵樂;白楊芝;張大鵬
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將微米硅分散在溶劑中，研磨形成納米硅漿液；

步驟2，將碳基體、粘結劑、導電劑加入溶劑中混合均勻，得到漿料1；將步驟1中納米硅漿液加入漿料1中，混合均勻得到漿料2；

步驟3，將漿料2干燥得到前驅體物料1；將前驅體物料1和包覆劑融合，得到前驅體物料2；將前驅體物料2置于保護氣氛中進行熱處理，得到前驅體物料3；

步驟4，將前驅體物料3破碎，然后和包覆劑混合，高溫熱包覆得到前驅體物料4；

步驟5，將前驅體物料4置于保護氣氛中高溫碳化處理，即得到所述硅碳復合負極材料。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述溶劑為有機溶劑，選自醇類、酮類、烷類、脂類和四氫呋喃中的一種或幾種，所述微米硅粒徑為1μm～100μm，所述納米硅粒徑為50～200nm。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述碳基體為人造石墨、天然石墨、中間相碳微球和軟碳中的一種或幾種，所述粘結劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛、酚醛樹脂、環氧樹脂、瀝青、氯乙烯樹脂、葡萄糖、檸檬酸和聚丙烯酸酯中的一種或幾種；所述導電劑為導電炭黑、石墨烯和碳納米管中的一種或幾種；所述溶劑為有機溶劑，選自為醇類、酮類、烷類、脂類和四氫呋喃中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述納米硅與碳基體的質量比為1:(0.4～16)；步驟3中，所述包覆劑在硅碳復合負極材料中的占比為5％～30％；步驟4中，所述包覆劑在硅碳復合負極材料中的占比為5％～30％。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中，融合所采用的融合機刀間距0.1～1mm；轉速為1500～5000rpm/min；融合時間為5min～120min。

6.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中，熱處理采用兩段升溫制度，先將溫度升至100℃～450℃并保溫0.5h～3h，再將溫度升至500℃～1000℃并保溫1h～4h。

7.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟3和步驟4中，所述包覆劑為瀝青、樹脂、葡萄糖和檸檬酸中的一種或兩種。

8.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟4中，高溫熱包覆在高溫包覆釜中進行，采用兩段升溫制度，先將溫度升至100℃～450℃并保溫0.5h～3h，再將溫度升至500℃～1000℃并保溫1h～4h；保護氣氛為氮氣、氬氣或還原性氣體的一種或幾種。

9.根據權利要求1所述的鋰離子電池用硅碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟5中，所述高溫碳化處理的溫度為1000℃～1400℃，時間為1h～5h，保護氣氛為氮氣、氬氣和還原性氣體的一種或幾種。

10.權利要求1-9任一項所述的制備方法制備得到的鋰離子電池用硅碳復合負極材料。