[發明專利]一種采用硅片廢料制備復合型鋰離子電池負極材料的方法

在審

• 申請號: 202010054800.7
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111129476A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李振強;李翔;吉恒松;張梅;唐凱;周海濤;彭海濤;夏燏杰
• 申請（專利權）人: 泰州市海創新能源研究院有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
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1.一種采用硅片廢料制備復合型鋰離子電池負極材料的方法，其特征在于，包括如下步驟:

（1）用去離子水超聲漂洗金剛線切割硅片廢料30～60min, 抽濾、干燥后得到硅粉沉淀物,將其加入酸溶液中, 常溫下攪拌50～90min,抽濾并用去離子水反復洗滌數次至中性,將得到的沉降物置于50～100℃的真空干燥箱中烘干5～12小時，得到微米級高純硅粉；

（2）將步驟（1）得到的微米級高純硅粉放入球磨罐，加入液固質量比0.9～1.6的無水乙醇作為分散劑，防止硅粉在球磨時發生粘結,加入一定量球磨珠,然后以400～800r/min的轉速球磨60～240min，得到粒徑小于300nm的高純硅粉;

（3）將步驟（2）得到的高純硅粉與碳化鈦按質量比為3～6：3～8混合放入球磨罐，加入液固質量比0.4～0.9的無水乙醇作為分散劑，以400～800r/min的轉速球磨60～240min，然后按照硅粉、碳化鈦、石墨粉質量比為3～6：3～8：2～8的比例加入石墨粉至球磨罐中，以400～800r/min的轉速球磨60～240min，最后置于溫度為50～100℃的真空干燥箱干燥5～12小時得到Si/TiC/C復合材料;

（4）將步驟（3）得到的Si/TiC/C復合材料與導電劑、粘結劑、溶劑按照質量比1～8:1～3:1～3：5～40依次混合均勻，攪拌30min～60min至漿料，利用自動涂覆機將其涂覆在金屬銅箔上,再在50～100℃的真空干燥箱烘干5～12小時，得到鋰離子電池負極材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）中酸洗過程中硅粉與酸液的固液比為1:5～15（g/mL），酸液為氫氟酸、硝酸、鹽酸或硫酸中的一種或兩種以上任意比例的混合物，所述酸液的質量濃度為5～40％。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（2）和（3）中的球磨珠與物料的質量比例為10～40:1，其中球磨珠的粒徑為1～4mm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（3）中所述石墨粉為磷型石墨、微晶石墨、球型石墨、熱解石墨中的一種，粒徑分布在1～3um。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4）中,所述溶劑為N-甲基毗咯烷酮（NMP）、去離子水 ,導電劑為乙炔黑、Super P、碳納米管、碳纖維中的一種,粘結劑為聚偏氟乙烯（PVDF）、海藻酸鈉(SA)、羧甲基纖維素鈉(CMC)中一種。