[發明專利]一種SiOx@C-CNT-G復合負極材料、制備方法及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011188478.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112259728B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 季晶晶;何暢雷;郎慶安;王益;查曉娟;劉兆平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;寧波富理電池材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y40/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 付麗

1.一種SiO_x@C-CNT-G復合負極材料，具有多個二次顆粒，所述二次顆粒包括SiO_x@C顆粒、碳納米管和石墨烯片，

所述SiO_x@C顆粒為外部包覆有納米碳層的SiO_x顆粒，所述SiO_x@C顆粒的納米碳層上原位生長有碳納米管，其中，0.5≤x≤1.5；

所述石墨烯片通過碳納米管與所述SiO_x@C顆粒橋連；

SiO_x在所述SiO_x@C-CNT-G復合材料中的質量分數為60~90%；

所述SiO_x@C-CNT-G復合負極材料按照以下步驟制備：

A）將SiO_x顆粒、分散劑、添加劑和石墨烯漿料混合，進行干燥造粒，得到SiO_x-G前驅體；

所述分散劑為羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚維酮中的一種或幾種的組合，所述添加劑為維生素C、酚醛樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、聚維酮、蔗糖、葡萄糖和淀粉中的一種或幾種的組合；

B）在保護性氣體氣氛下，將所述SiO_x-G前驅體加熱至450~650℃，停止通入保護性氣體，通入第一碳源氣體進行反應，得到SiO_x@C- G材料；

C）停止通入所述第一碳源氣體，通入保護性氣體，將所述SiO_x@C-G材料加熱至700~1000℃，停止通入保護性氣體，通入第二碳源氣體，進行原位生長碳納米管，得到SiO_x@C-CNT-G復合負極材料。

2.根據權利要求1所述的SiO_x@C-CNT-G復合負極材料，其特征在于，所述SiO_x@C-CNT-G復合負極材料中，SiO_x、納米碳層、碳納米管和石墨烯片的質量比為100：（2~6）：（1~3）：（5~30）。

3.根據權利要求1所述的SiO_x@C-CNT-G復合負極材料，其特征在于，所述SiO_x顆粒的粒徑為1~7μm；

所述二次顆粒的粒徑為8~50μm。

4.根據權利要求1所述的SiO_x@C-CNT-G復合負極材料，其特征在于，所述SiO_x@C-CNT-G復合負極材料的比表面積為2~6m²/g，孔徑為10nm~2μm。

5.一種如權利要求1~4任意一項所述的SiO_x@C-CNT-G復合負極材料的制備方法，包括以下步驟：

A）將SiO_x顆粒、分散劑、添加劑和石墨烯漿料混合，進行干燥造粒，得到SiO_x-G前驅體；

B）在保護性氣體氣氛下，將所述SiO_x-G前驅體加熱至450~650℃，停止通入保護性氣體，通入第一碳源氣體進行反應，得到SiO_x@C- G材料；

C）停止通入所述第一碳源氣體，通入保護性氣體，將所述SiO_x@C-G材料加熱至700~1000℃，停止通入保護性氣體，通入第二碳源氣體，進行原位生長碳納米管，得到SiO_x@C-CNT-G復合負極材料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯漿料中的石墨烯的片狀直徑為3~20μm，層數為1~10層。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述SiO_x、分散劑、添加劑和石墨烯漿料的質量比為100：（3~10）：（0~15）：（100~3000）；

所述石墨烯漿料的固含量為1~6%。