[發(fā)明專利]一種低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210077105.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN114400312A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周薩;要夏暉;韓松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格龍新材料科技（常州）有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/48;H01M4/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，所述低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料呈現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)，所述核殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)核為一氧化硅，所述核殼結(jié)構(gòu)的外殼是由設(shè)置在所述內(nèi)核表面的第一包覆層和設(shè)置在所述第一包覆層表面的第二包覆層組成，所述第一包覆層是由導(dǎo)電劑、固體電解質(zhì)和硅烷偶聯(lián)劑組成，所述第二包覆層是由柔性導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述核殼結(jié)構(gòu)的厚度比為內(nèi)核:第一包覆層:第二包覆層=100:（5～20）:（5～20）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述固體電解質(zhì)為鋯酸鑭鋰。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為氨基化石墨烯、氨基化碳納米管或氨基化多孔碳。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述柔性導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料為含有導(dǎo)電劑的聚酰亞胺納米纖維膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為單壁碳納米管、多壁碳納米管、科琴黑或氣相生長(zhǎng)碳纖維。

8.一種低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）復(fù)合材料B的制備：

將固體電解質(zhì)、導(dǎo)電劑A、硅烷偶聯(lián)劑與有機(jī)溶劑混合得到包覆液A，之后將一氧化硅添加到所述包覆液A中，并通過水熱反應(yīng)制備出表面包覆有固態(tài)電解質(zhì)的復(fù)合材料B，其中各成分的質(zhì)量比為固體電解質(zhì):導(dǎo)電劑A:硅烷偶聯(lián)劑:有機(jī)熔劑:一氧化硅=（1～5）:（1～5）:（1～5）:（100～500）:（30～50）；

（2）復(fù)合材料D的制備：

配置0.5～2wt%聚酰胺酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，之后添加導(dǎo)電劑B和所述復(fù)合材料B，并配制成溶液，之后通過靜電紡絲噴灑到光板上，之后粉碎、在氮?dú)鈿夥障录訜釋⒕埘０匪徂D(zhuǎn)化為聚酰亞胺，得到外殼為聚酰亞胺納米纖維膜的低膨脹硅碳復(fù)合負(fù)極材料，即為復(fù)合材料D，其中各成分的質(zhì)量比為聚酰胺酸:導(dǎo)電劑B:復(fù)合材料B=（10～30）:（1～5）:100。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中的所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、四氯化碳、丁二醇和環(huán)己烷中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中的加熱溫度為150～250℃，加熱時(shí)間為1～6小時(shí)。