[發(fā)明專利]一種硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911150324.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN110707314B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹新龍;田占元;曹國林;邵樂;范瑞娟;楊時(shí)峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，由以下步驟制備：

步驟1，將微米硅及分散劑加入溶劑中，研磨得到納米硅漿料1；

步驟2，將碳基體加入納米硅漿料1中，攪拌得到混合漿料2；其中碳基體為扁平化的人造石墨、扁平化的天然石墨和扁平化的中間相碳微球中的一種或幾種；納米硅漿料1中不加入粘結(jié)劑；

步驟3，將混合漿料2干燥得到前驅(qū)體物料1；將前驅(qū)體物料1加入融合機(jī)融合，得到前驅(qū)體物料2；將前驅(qū)體物料2與包覆劑混合，得到前驅(qū)體物料3；

步驟4，將前驅(qū)體物料3造粒，得到前驅(qū)體物料4，將前驅(qū)體物料4置于保護(hù)氣氛中進(jìn)行熱處理，得到前驅(qū)體物料5；

步驟5，將前驅(qū)體物料5置于保護(hù)氣氛中高溫碳化處理，破碎、分級(jí)、除磁，即得到所述硅碳復(fù)合負(fù)極材料；

步驟2中，所述混合漿料2中納米硅與碳基體的質(zhì)量比為1:(1～4)；

步驟5中，前驅(qū)體物料5進(jìn)行高溫碳化處理之前，先將前驅(qū)體物料5破碎，與包覆劑混合進(jìn)行二次包覆，然后再進(jìn)行高溫碳化處理；

步驟1中，所述納米硅粒徑為50～150nm，所述溶劑為醇類、酮類、烷類、脂類和四氫呋喃中的一種或幾種；所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、油酸、聚乙烯腈、硬脂酸、聚乙烯酸、聚乙烯酰胺、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉和胺類表面活性劑中的一種或幾種；

步驟4中，所述造粒的方式為對(duì)輥造粒、模壓機(jī)造粒和等靜壓造粒的一種；熱處理采用兩段升溫制度，先將溫度升至100℃～600℃并保溫0.5h～5h，再將溫度升至700℃～1200℃并保溫1h～10h；

步驟5中，所述高溫碳化處理的溫度為1000℃～1400℃，時(shí)間為1h～5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)?、氬氣和還原性氣體的一種或幾種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，二次包覆的方法為靜態(tài)液相包覆或動(dòng)態(tài)液相包覆；其中靜態(tài)液相包覆為保護(hù)氣氛下直接燒結(jié)，燒結(jié)制度為兩段升溫制度，先將溫度升至100℃～600℃并保溫0.5h～5h，再將溫度升至700℃～1200℃并保溫1h～10h；動(dòng)態(tài)包覆為保護(hù)氣氛下高溫?zé)岚?，采用三段升溫制度，先將溫度升?00℃～250℃并保溫0.5h～2h，再將溫度升至350～500℃并保溫0.5h～2h，最后將溫度升至600℃～1000℃并保溫1h～4h；保護(hù)氣氛為氮?dú)?、氬氣和還原性氣體的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，二次包覆中，包覆劑在硅碳復(fù)合負(fù)極材料中的質(zhì)量占比為5％～25％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中，包覆劑在前驅(qū)體物料3中的質(zhì)量占比為10％～30％。

5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料。