[發明專利]一種硅/碳復合負極材料及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201911383768.0
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111082021A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 王國光;徐君;張俊;夏陽
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種硅/碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將硅源、碳源和魚飼料混合，制成復合魚飼料；

(2)將步驟(1)得到的復合魚飼料喂魚，并收集魚的排泄物，烘干，得到硅/碳復合負極材料前驅體；

(3)將步驟(2)得到的硅/碳復合負極材料前驅體，在惰性氣氛中進行熱處理，得到所述的硅/碳復合負極材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述硅源包括納米硅粉；

優選地，所述納米硅粉的粒徑≤100nm；

優選地，以復合魚飼料的質量為100％計，步驟(1)所述硅源的質量分數為0.1-9％，優選為1-5％。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述碳源包括納米導電碳材料，優選為碳納米管、碳納米片、納米碳球或納米導電炭黑中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述納米炭黑包括乙炔黑、導電槽黑、導電爐黑、超導電爐黑或特導電爐黑中的任意一種或至少兩種的組合，優選為乙炔黑；

優選地，以復合魚飼料的質量為100％計，步驟(1)所述碳源的質量分數為0.01-5％，優選為0.1-3％。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，以復合魚飼料的質量為100％計，步驟(1)所述硅源和碳源的總質量分數≤10％。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述烘干的方式包括真空干燥；

優選地，所述真空干燥的真空度為100Pa以下。

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述烘干的溫度為60-120℃，優選為80-100℃；

優選地，步驟(2)所述烘干的時間為6-24h，優選為8-20h。

7.根據權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述惰性氣氛的氣體包括氬氣、氮氣或氦氣中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(3)所述熱處理的升溫速率為1-10℃/min，優選為2-5℃/min；

優選地，步驟(3)所述熱處理的溫度為500-1000℃，優選為600-850℃；

優選地，步驟(3)所述熱處理的時間為5-10h，優選為6-8h。

8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將硅源、碳源和魚飼料混合均勻，再造粒制成復合魚飼料，其中，硅源的質量分數為0.1-9％，碳納米管質量分數為0.01-5％，且硅源和碳源的總質量分數≤10％；

(2)將步驟(1)得到的復合魚飼料喂景觀魚，并通過魚池的循環系統，收集魚的排泄物，保持真空度為100Pa以下，在60-120℃真空烘箱中烘6-24h，得到硅/碳復合負極材料前驅體；

(3)將步驟(2)得到的硅/碳復合負極材料前驅體，在惰性氣氛中以1-10℃/min升溫到500-1000℃，保溫5-10h，隨后冷卻到18-30℃，得到所述的硅/碳復合負極材料。

9.根據權利要求1-8任一項所述的方法制備得到的硅/碳復合負極材料。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含如權利要求9所述的硅/碳復合負極材料。