[發明專利]硅碳復合材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201910674477.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110289412A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 胡海玲;張正;郭華彬;李海軍
• 申請（專利權）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李雙艷

1.一種硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，包括：

將微米級的硅粉與碳基材料混合球磨得到初次包覆物；

將所述初次包覆物與二次碳包覆層溶液混合均勻后經冷凍干燥得到碳包覆前驅物，所述二次碳包覆層溶液包括導電性高分子聚合物溶液和糖類有機物溶液中至少一種；

將所述碳包覆前驅物熱解。

2.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，冷凍干燥的溫度為-50℃～-20℃，冷凍時間為2～8h。

3.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述導電性高分子聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙烯酰胺中至少一種。

4.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述糖類有機物包括葡萄糖、蔗糖、果糖、殼聚糖和纖維素中至少一種。

5.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述初次包覆物與所述二次碳包覆層溶液中溶質的質量比為7～19:1～3，所述二次碳包覆層溶液的質量濃度為20～50％。

6.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，將初次包覆物與二次碳包覆層溶液混合均勻是：將初次包覆物與二次碳包覆層溶液混合后攪拌1～4h形成均一的懸浮液；

優選地，攪拌方式為磁力攪拌；更優選地，攪拌轉速為300～800rpm。

7.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，將所述碳包覆前驅物熱解是：將所述碳包覆前驅物在氮氣或惰性氣體氛圍下，控制溫度600～1400℃，燒結2～12h。

8.根據權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，

碳基材料包括石墨、Super P、碳納米管、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺和聚丙腈中至少一種；

優選地，所述微米級的硅粉與所述碳基材料的質量比為3～6:1；

優選地，混合球磨過程在氮氣或惰性氣體保護氣氛下進行；

優選地，混合球磨過程選用鋯球球磨；更優選地，所述微米級的硅粉與所述碳基材料的質量之和與所述鋯球的質量之比為1:1～10；

優選地，混合球磨過程球磨機轉速為200～800rpm，球磨時間為4～72h；

優選地，混合球磨后將球磨機中的物質過100～400目篩，取篩下物得所述初次包覆物。

9.一種硅碳復合材料，其特征在于，采用如權利要求1～8任一項所述的制備方法制得。

10.如權利要求9所述的硅碳復合材料在鋰離子電池中的應用。