【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于锂离子电池的高分散型的硅/硅氧碳/石墨复合负极材料及其制备方法。技术背景：锂离子电池由于其性能优势已经应用于各种移动储能，如手提电脑，手机和相机等领域。随着锂离子电池的发展，能够应用于电动汽车领域和储能电站领域的高比能量，长寿命，低成本的锂离子电池将成为研究的重点。当前，作为决定电池性能的主要因素之一的正极材料，如锰酸锂(LiMn2O4)，钴酸锂(LiCoO2)，磷酸铁锂(LiFePO4)和三元材料，在技术上取得了重大的突破，这为高性能锂离子电池的研发奠定了基础；然而，作为商业化的负极材料，石墨类负极材料的比容量已经接相对较低(理论比容量为372mAh/g)，这就限制了电池比能量的提高。因此，寻找高比容量负极材料成为一个重要的发展方向。在各种非碳类负极材料中，硅材料(理论容量高达4200mAh/g)以其独特的优势和潜力有望成为具有发展前途的锂离子电池负极材料。然而，硅材料在嵌/脱锂过程中较大的体积变化，会造成材料结构的破坏和机械粉化，这极大降低了电池的循环性能，从而阻碍了其产业化应用。针对硅负极材料在应用中遇到的问题，目前研究者提出了两种解决方案：改善硅负极材料本身的性质；改善硅材料在锂离子电池中的应用环境和构造方式。改善硅负极材料的方法主要有两种：一是材料尺寸的纳米化，通过减小颗粒尺寸使体积膨胀产生的张力容易释放，以阻止颗粒破碎，同时缩短锂离子(Li+)的传输距离，加快...
【技术保护点】
一种用于锂离子电池的硅/硅氧碳/石墨复合负极材料，其特征在于：该材料是由导电性能和循环稳定性能良好的石墨骨架材料、中间缓冲层SiOC材料和含硅材料SiOz所组成，且0≤z≤2，并且含硅材料SiOz通过Si‑O键与缓冲层SiOC材料结合，而缓冲层SiOC则通过离域的π键与石墨骨架材料结合；该硅基复合负极材料的化学计量式为aSiOz‑bSiOxCy‑C，其中0＜a≤0.2，0＜b≤0.4；0≤z≤2，0＜x＜4，0＜y≤20。
【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的硅/硅氧碳/石墨复合负极材料，其特征在于：该材
料是由导电性能和循环稳定性能良好的石墨骨架材料、中间缓冲层SiOC材料和
含硅材料SiOz所组成，且0≤z≤2，并且含硅材料SiOz通过Si-O键与缓冲层SiOC材
料结合，而缓冲层SiOC则通过离域的π键与石墨骨架材料结合；该硅基复合负极
材料的化学计量式为aSiOz-bSiOxCy-C，其中0＜a≤0.2，0＜b≤0.4；0≤z≤2，0＜x
＜4，0＜y≤20。
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的硅/硅氧碳/石墨复合负极材料，
其特征在于：所述的含硅材料为粉末状，所述的含硅材料的粒径小于3μm。
3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的硅/硅氧碳/石墨复合负极材料，其
特征在于：所述的石墨骨架材料为粉末状，所述的石墨骨架的粒径小于25μm。
4.一种如权利要求1所述用于锂离子电池的硅/硅氧碳/石墨复合负极材料的
制备方法，包含如下步骤：
(1)含硅材料在石墨表面的吸附分散：取质量比为0.1～2含硅材料SiOz和有
机硅氧烷单体化合物，且0≤z≤2，并经球磨或机械搅拌0.5h-12h，将含硅材料SiO-
z分散在液态的有机硅氧烷单体化合物中，得到混合均匀的分散液，其中，所述
的含硅材料SiOz为粉末状，其粒径小于3μm；向上述分散液中加入与有机硅氧烷
单体化合物质量比为1∶30～1∶5的乙醇-水的酸性溶液或酸性水，该乙醇-水的酸
性溶液或酸性水的pH＝1-7，且pH≠7，并保持球磨或机械搅拌0.5h-48h，使Si-O
键充分形成；添加或不添加固化剂，其中，固化剂的质量为有机硅氧烷单体化合
物质量的0～0.05；向上述溶液中添加与含硅材料SiOz质量比为1～9.9石墨材料，其
粒径小于25μm；机械搅拌0h-48h，得粘稠状混合物；上述混合物经过机械混捏
混合，得膏状混合物；
(2)高温固相反应：膏状混合物经干燥后于保护性气氛中，在500-1300℃煅
烧0.5-12h得到块状的硅/硅氧碳/石墨复合材料；
(3)造粒：上述的块状复合材料经破碎和筛分，得到所述的硅/硅氧碳/石墨
复合负极材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，该制备方法还包含如下步
\t骤：
(4)包覆处理：根据使用需要，可...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢世刚，王建涛，杨娟玉，李涛，谭翱，王耀，黄斌，黄倩，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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