[發明專利]一種鋰離子電池用硅復合負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010678846.6
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111668449A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張燕
• 申請（專利權）人: 廣州市豪越新能源設備有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 東莞市中正知識產權事務所(普通合伙) 44231
• 代理人: 成偉

1.一種鋰離子電池用硅復合負極材料，所述復合負極材料為多層核殼結構，內核為硅，中間層為偶聯劑，最外層為多孔石墨烯包覆層，其特征在于：硅核與偶聯劑層之間通過化學鍵鍵合，偶聯劑層和外層的多孔石墨烯包覆層之間通過化學鍵鍵合。

2.根據權利要求1所述的硅復合負極材料，其特征在于，偶聯劑為含氨基的硅氧烷偶聯劑，硅的粒徑為500nm～50μm。

3.權利要求1-2任一項所述的硅復合負極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）取硅為原料，對硅表面進行活化處理，得到活化硅材料；

（2）將步驟（1）中的活化硅材料分散在溶劑中，加入偶聯劑制備得到偶聯劑改性的硅材料，過濾、干燥得到改性的硅材料；

（3）將氧化石墨烯分散在溶劑中，加入堿制備得到混合溶液，將所述混合溶液回流活化處理，制備多孔氧化石墨烯溶液，抽濾、洗滌、干燥；

（4）將步驟（2）中的改性硅材料和步驟（3）中的多孔氧化石墨烯在溶劑中分散均勻，加入交聯劑恒溫熱處理，然后加入還原劑將所述多孔氧化石墨烯還原得到混合溶液，將所述混合溶液噴霧干燥制備球形硅復合負極材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中的活化處理為將硅進行氧化處理，在硅表面形成氧化層。

5.根據權利要求3-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中的偶聯劑為氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、γ-（乙二胺基）丙基三甲氧基硅烷中一種以上，優選，氨丙基三甲氧基硅烷。

6.根據權利要求3-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。

7.根據權利要求3-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（4）中的交聯劑為戊二醛，恒溫處理具體為在40℃～100℃下處理0.5～5h；還原劑為水合肼。

8.根據權利要求3-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中的活化硅和偶聯劑的重量比為(10～50):(0.5～5)；步驟（4）中改性硅材料和多孔氧化石墨烯的重量比為(10～50):(1～5)，交聯劑的用量為改性硅材料和多孔氧化石墨烯的總重量的0.1～5wt%。

9.一種鋰離子二次電池，其特征在于采用權利要求1或2所述的硅復合負極材料制備負極，或者采用權利要求3-8中任一項所述的制備方法制備的硅復合負極材料制備負極。