[發(fā)明專利]硅碳負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用以及鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010513230.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN113839014B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫賽;張絲雨;高煥新;張同寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉亭亭;劉依云

1.一種硅碳負(fù)極材料，其特征在于，所述硅碳負(fù)極材料包括含碳物質(zhì)和依次包覆在所述含碳物質(zhì)外表面的含硅材料層和無定型碳層；

所述含碳物質(zhì)、所述無定型碳層與所述含硅材料的質(zhì)量比為1-20：0.8-2：1；所述含硅材料層中還含有磷元素；所述硅碳負(fù)極材料中，磷元素與含硅材料的質(zhì)量比為0.01-0.28：1；

所述硅碳負(fù)極材料通過以下制備方法制得：

步驟(1)包括：

(1-1)將硅源與磷源在溶劑存在下混合，得到溶液A；以磷元素計的磷源與硅源的質(zhì)量比為0.01-0.28：1；

(1-2)將含碳物質(zhì)與鏈狀聚合物溶液混合，然后向其中加入所述溶液A，將得到的混合物進(jìn)行分離，得到固體物質(zhì)；相對于1重量份的含碳物質(zhì)，所述鏈狀聚合物的用量為0.1-1重量份；

步驟(2)包括：將所述固體物質(zhì)與碳源前驅(qū)體共混，然后進(jìn)行焙燒；

所述含碳物質(zhì)、以碳元素計的碳源前驅(qū)體與所述硅源的質(zhì)量比為1-20：0.8-2：1；

其中，所述含碳物質(zhì)選自天然石墨、人造石墨和針狀焦中的至少一種；

所述碳源前驅(qū)體選自瀝青、聚丙烯腈、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚糠醇、葡萄糖和纖維素中的至少一種；所述鏈狀聚合物中含有羧基、羥基、酯基和酰胺中的至少一種；所述硅源選自單質(zhì)硅、SiOx和含硅合金中的至少一種，其中，0.6x1.5；所述磷源為多元磷酸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述含硅材料選自單質(zhì)硅、SiOx和含硅合金中的至少一種，其中，0.6x1.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述含硅合金選自硅-鋁合金、硅-鎂合金、硅-鋯合金和硅-硼合金中的至少一種；

所述含硅材料為單質(zhì)硅和/或硅-鋁合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述含硅材料的中值粒徑為0.1-5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述硅碳負(fù)極材料中，磷元素與含硅材料的質(zhì)量比為0.07-0.15：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述含碳物質(zhì)、所述無定型碳層與所述含硅材料的質(zhì)量比為10-15：1-1.3：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述硅碳負(fù)極材料的中值粒徑為1-50μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述硅碳負(fù)極材料的中值粒徑為5-25μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述天然石墨為鱗片石墨。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述含碳物質(zhì)為鱗片石墨和/或針狀焦。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅碳負(fù)極材料，其中，所述無定型碳層通過碳源前驅(qū)體焙燒得到。