[發明專利]硅碳負極材料及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110637574.X
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN115458715A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 孫偉航;李碩;張惠
• 申請（專利權）人: 恒大新能源技術（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

1.一種硅碳負極材料，其特征在于：包括碳、復合硅顆粒和導電劑，且所述碳、復合硅顆粒和導電劑形成混合物顆粒，其中，所述復合硅顆粒包括硅基核體和包覆所述硅基核體的碳包覆層，且所述碳包覆層中摻雜有陶瓷。

2.根據權利要求1所述的硅碳負極材料，其特征在于：所述碳、復合硅顆粒和導電劑的質量比為由復合硅顆粒、導電劑和第一碳源按照質量比為10：(5-20)：(85-70)的比例混合后進行碳化處理生成的比例；和/或

所述碳為載體，所述復合硅顆粒和導電劑是分散在所述載體中；和/或

所述復合硅顆粒的粒徑為納米范圍；和/或

所述導電劑包括碳納米管、super p、石墨烯、石墨微粉中的至少一種；和/或

所述碳為裂解碳。

3.根據權利要求1所述的硅碳負極材料，其特征在于：所述硅基核體為單質硅；和/或

所述陶瓷包括氧化鋁、碳化硅、二氧化鈦中的至少一種；和/或

所述碳包覆層的厚度為5-8nm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的硅碳負極材料，其特征在于：所述硅碳負極材料還包括容量補充劑，所述容量補充劑與碳、復合硅顆粒和導電劑混合。

5.根據權利要求4所述的硅碳負極材料，其特征在于：所述容量補充劑在硅碳負極材料中的含量為5％-10％；和/或

所述容量補充劑包括石墨。

6.一種硅碳負極材料的制備方法，包括如下步驟：

提供復合硅顆粒；所述復合硅顆粒包括硅基核體和包覆所述硅基核體的碳包覆層，且所述碳包覆層中摻雜有陶瓷；

將所述復合硅顆粒與導電劑和第一碳源進行混合處理，獲得混合物料；

將所述混合物料進行第一碳化處理。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述復合硅顆粒、導電劑和第一碳源是按照質量比為10：(5-20)：(85-70)進行混合處理；

和/或

在將所述混合物料進行所述第一碳化處理的步驟之前，先將所述混合物料配制成混合物分散液；再將所述混合物分散液進行噴霧干燥造粒，獲得混合物顆粒；然后將所述混合物顆粒進行所述第一碳化處理；

和/或

所述復合硅顆粒按照包括如下步驟的方法制備獲得：

將硅基顆粒與含陶瓷前驅體的第二碳源進行混合處理，使得含陶瓷前驅體的第二碳源在所述硅基顆粒表面形成包覆層，得到復合硅顆粒前驅體；

將所述復合硅顆粒前驅體進行第二碳化處理，得到所述復合硅顆粒。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述硅基顆粒包括單質硅、碳化硅、氧化亞硅中的至少一種；和/或

所述第二碳源包括有機鋁源、有機鈦源中的至少一種；和/或

所述第二碳化處理的溫度為600-900℃。

9.根據權利要求6-8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第一碳源包括瀝青、生物質炭、聚乙二醇、PVP、檸檬酸、酚醛樹脂中的至少一種；和/或

所述第一碳化處理的溫度為600-900℃。

10.一種鋰離子電池，包括負極，所述負極包括集流體和結合在集流體表面的負極活性層，其特征在于：所述負極活性層中含有權利要求1-5任一項所述的硅碳負極材料或由權利要求6-9任一項所述的制備方法制備的硅碳負極材料。