[發明專利]一種石墨/硅/碳復合負極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010760022.3
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112366294B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 朱丹鳳;蘇敏;李慧
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種石墨/硅/碳復合負極材料，其特征是，所述的負極材料包括位于內層的石墨、吸附于石墨表面的多孔硅、連續包裹于多孔硅與石墨外層的熱解碳，所述的多孔硅非連續排列且間隔均勻，石墨與熱解碳之間設有可容納多孔硅膨脹的空隙；所述石墨/硅/碳復合負極材料的制備方法包括如下步驟：

（1）以硫酸和硝酸的混合液對石墨進行表面處理；

（2）用氨基修飾試劑修飾二氧化硅；

（3）將上述處理過的石墨和二氧化硅在酸性溶液中攪拌混合3-24小時，加入碳源，繼續攪拌混合3-24小時，制備得到石墨/二氧化硅/碳復合材料，其中加入的二氧化硅：石墨：碳源質量比為1：（1-20）：（0.5-5）；

（4）石墨/二氧化硅/碳復合材料經鎂熱還原、鹽酸酸洗后得到石墨/硅/碳復合負極材料；所述步驟（4）中，鎂熱還原包括以下步驟：

在復合材料中加入鎂粉，在惰性氣體中以1-10℃/min、煅燒溫度為600-1200℃的條件下煅燒1-5h，其中二氧化硅和鎂粉的摩爾比小于等于1:2；所述步驟（1）中的石墨粒徑大于步驟（2）中二氧化硅的粒徑；所述步驟（2）中，氨基修飾試劑包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷的一種或兩種。

2.根據權利要求1所述的石墨/硅/碳復合負極材料，其特征是，所述的石墨粒徑為1-20μm。

3.根據權利要求1-2任一所述的石墨/硅/碳復合負極材料，其特征是，所述的石墨為人造石墨、天然石墨、膨脹石墨中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的石墨/硅/碳復合負極材料，其特征是，所述步驟（1）中，表面處理方法為超聲2-4小時后再攪拌20-30小時。

5.根據權利要求1所述的石墨/硅/碳復合負極材料，其特征是，所述步驟（3）中，酸性溶液的溶劑為水、乙醇的一種或兩種；

酸性溶液中的溶質為鹽酸、硫酸、甲酸、苯磺酸中的一種或多種；

碳源為酚醛樹脂、瀝青、聚偏氟乙烯、葡萄糖、多巴胺中的一種或多種。

6.根據權利要求1或5所述的石墨/硅/碳復合負極材料，其特征是，所述步驟（3）中，石墨和二氧化硅攪拌混合時間為10-24小時，加入碳源后繼續攪拌混合時間為10-24小時。