[發明專利]硅碳負極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911275577.2
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111106333B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 陳玉成;王俊美;郝胐;袁偉
• 申請（專利權）人: 新奧石墨烯技術有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/134;H01M10/0525
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 肖陽

1.一種制備硅碳負極材料的方法，其特征在于，包括：

(1)將硅粉與固態碳源加入V型混合機中混合；

(2)以噴霧形式向所述V型混合機中加入液態碳源，經進一步混合后得到混合物；

(3)將所述混合物送至高速破碎機，所述液態碳源被拉絲成膜包覆在所述硅粉和所述固態碳源混合物的表面，得到含包覆層的混合物；

(4)將所述含包覆層的混合物在惰性氣氛下進行焙燒，以便得到硅碳負極材料，

其中，在步驟(2)中，所述液態碳源的濃度為10-50wt％，步驟(1)所得混合物與所述液態碳源的質量比為2-5：1，

在步驟(3)中，所述高速破碎機的進料速度為200-600mg/min，所述拉絲成膜過程中所述高速破碎機內的壓力為0.2-0.4mPa。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述硅粉與所述固態碳源的質量比為5-15：100。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述硅粉的粒徑為80-200nm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述固態碳源選自石墨、石墨烯、摻雜石墨烯和碳管中的至少之一。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述固態碳源的最大尺寸為5-20μm。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述V型混合機的轉速為10-15r/min，混合時間為1-4h。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述液態碳源選自葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液、聚乙二醇溶液、羧甲基纖維素鈉溶液、聚丙烯醇溶液、海藻酸鈉溶液中的至少之一。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述V型混合機的轉速為10-15r/min，混合時間為1-3h。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(4)中，所述焙燒為以2-10℃/min的速率升溫至600-1000℃，然后保溫30-120min。

10.一種硅碳負極材料，其特征在于，所述硅碳負極材料是采用權利要求1-9中任一項所述的方法制備得到的。

11.一種負極，其特征在于，所述負極包括負極集流體和與所述負極集流體相連的負極層，所述負極層包括權利要求10所述的硅碳負極材料。

12.一種鋰離子液態電池，其特征在于，所述鋰離子液態電池包括權利要求11所述的負極。

13.一種汽車，其特征在于，所述汽車具有權利要求12所述的鋰離子液態電池。