[發(fā)明專利]硅碳負(fù)極材料及其制備方法、應(yīng)用和制得的鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811645963.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN111384378B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬飛;吳玉虎;魏良勤;沈龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海杉杉科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;劉奉麗

1.一種硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

（1）在氮?dú)鈿夥障拢瑢⒒旌衔镞M(jìn)行熱處理、破碎處理后得中值粒徑為1~10μm的顆粒；所述混合物包括氧化亞硅和鋁粉，所述氧化亞硅與鋁粉的中值粒徑比值為0.2~80，所述鋁粉占混合物的重量百分比為1~5%；

（2）將氣態(tài)碳源與步驟（1）中所得顆粒進(jìn)行氣相沉積反應(yīng)，冷卻即得硅碳負(fù)極材料；

所述硅碳負(fù)極材料的碳含量為0.5~10wt%，所述硅碳負(fù)極材料的碳含量為所述氣態(tài)碳源的碳含量與總質(zhì)量之比，所述總質(zhì)量為所述氣態(tài)碳源的碳含量與所述步驟（1）中所得顆粒的質(zhì)量之和，所述氣態(tài)碳源的碳含量為氣態(tài)碳源的分子量、所述氣態(tài)碳源的流量、所述氣相沉積反應(yīng)的時(shí)間與所述氣態(tài)碳源的殘?zhí)恐档某朔e；

所述硅碳負(fù)極材料包含莫來石緩沖相結(jié)構(gòu)，所述莫來石緩沖相結(jié)構(gòu)為Si_1.62Al_0.38N_1.62O_1.38緩沖相結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述氮?dú)鈿夥盏牧魉贋?~100sccm；

和/或，步驟（1）中，所述氮?dú)鈿夥者€包括不影響所述熱處理的其他氣體；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理的溫度為400~900℃；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理的時(shí)間為2~24小時(shí)；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理在氣氛爐中進(jìn)行；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理的過程中氧含量小于20ppm；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理之前還包括升溫的步驟；

和/或，步驟（1）中，所選破碎的方式為氣流破碎和/或球磨破碎；

和/或，步驟（1）中，所述顆粒的中值粒徑為2~5μm。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述氮?dú)鈿夥盏牧魉贋?0sccm；

和/或，步驟（1）中，所述其他氣體為稀有氣體；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理的溫度為700℃或800℃；

和/或，步驟（1）中，所述熱處理的時(shí)間為10或20小時(shí)；

和/或，步驟（1）中，所述氣氛爐為立式箱式爐或臥式箱式爐；

和/或，步驟（1）中，所述升溫的速率為1~10℃/min；

和/或，步驟（1）中，所述顆粒的中值粒徑為2μm或5μm。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述稀有氣體為氬氣；

和/或，步驟（1）中，所述升溫的速率為5℃/min。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述氧化亞硅與鋁粉的中值粒徑比值為2.5~80；

和/或，步驟（1）中，所述鋁粉占混合物的重量百分比為1%、2%、3%或5%；

和/或，步驟（1）中，所述氧化亞硅的中值粒徑為1~10μm；

和/或，步驟（1）中，所述鋁粉的中值粒徑為0.2~5μm；

和/或，步驟（1）中，所述氧化亞硅的純度大于99.9%；

和/或，步驟（1）中，所述鋁粉的純度大于99.9%；

和/或，步驟（1）中，所述氧化亞硅經(jīng)粉碎得到。

6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述氧化亞硅與鋁粉的中值粒徑比值為2.5~40；

和/或，步驟（1）中，所述氧化亞硅的中值粒徑為3~10μm；

和/或，步驟（1）中，所述鋁粉的中值粒徑為0.2~3μm；

和/或，步驟（1）中，所述粉碎的方式為球磨粉碎和/或氣流粉碎。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述氧化亞硅與鋁粉的中值粒徑比值為4~20；

和/或，步驟（1）中，所述氧化亞硅的中值粒徑為4μm；

和/或，步驟（1）中，所述鋁粉的中值粒徑為1或0.2μm。