[發明專利]一種多層級包覆結構硅碳復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010181725.0
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111348647B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 馬越
• 申請（專利權）人: 西安英納吉科技有限公司
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;C01B32/20;C01B33/02;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 成都智涌知識產權代理事務所(普通合伙) 51313
• 代理人: 周正輝

1.一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：將硅與分散液混合后在砂磨機中進行研磨，得到納米硅的分散液；

步驟二：將石墨加入納米硅的分散液中并攪拌均勻，得到納米硅與石墨的混合分散液；

步驟三：將低軟化點的瀝青加入納米硅與石墨的分散液中并混合均勻；

步驟四：將納米硅、石墨與瀝青的混合分散液用噴霧干燥進行干燥與二次造粒，得到干粉狀的單級包覆硅碳材料前驅體；

步驟五：將高溫瀝青與單級包覆硅碳材料前驅體混合均勻后，加入反應釜中在惰性保護下進行高溫混合與包覆，得到多層級包覆結構硅碳復合材料前驅體；

步驟六：將瀝青包覆硅碳材料前驅體在惰性氣體氛圍中進行高溫燒結，制備得到多層級包覆結構硅碳材料。

2.根據權利要求1所述的一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中：所述分散液為乙醇、甲醇、異丙醇中的一種或多種的混合物，所述硅與分散液的比例為1:10-1:4，所述納米硅D50在50-250nm。

3.根據權利要求1所述的一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中：所述石墨為天然石墨、人造石墨或二者的混合，D50在3-8μm，硅與石墨的比例為1:3-1:20。

4.根據權利要求1所述的一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟三中：瀝青軟化點為100-180℃，粒徑D50在0.9-2 μm，瀝青與石墨的比例在1:40-1:10之間。

5.根據權利要求1所述的一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟四中：噴霧干燥的溫度為130-220℃。

6.根據權利要求1所述的一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟五中：所述反應釜為高溫VC混合機，該混合機具有錐形混合腔體并配有中心轉軸，通過轉軸的速度產生離心力將產品推向混合腔體內壁，同時在內壁刮片的配合作用下使腔內部物料在錐形腔體內部進行循環以達到均勻混合目的，所述高溫瀝青軟化點在220-280℃之間，結焦值在60%以上，粒徑為2-5 μm，所述瀝青與硅碳材料前驅體的比例為1:30-1:10，所述混合溫度為250-550℃，轉速為80-350 r/min，時間為60-180min，所述惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣。

7.根據權利要求1所述的一種多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟六中：高溫燒結溫度為800-1100℃，時間為30-180min，所述惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣。

8.一種根據權利要求1-7任一條所述多層級包覆結構硅碳復合材料的制備方法制備所得的多層級包覆結構硅碳復合材料。