一种锂离子电池用多孔硅‑碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用多孔硅‑碳复合材料及其制备方法，其是以羧甲基纤维素钠（CMC）为模版剂及包覆剂，采用微波干燥技术，制备纳米多孔硅‑碳材料，将所得材料再与石墨材料复合获得多孔硅‑碳复合材料，用于锂离子电池负极材料。所述石墨材料为中间相炭微球、天然石墨、人造石墨中的一种或多种；所述多孔硅为碳包覆纳米级多孔硅。其多孔特性有利于电解液的吸收储存，并给硅材料充放电过程中体积膨胀提供空间，多孔硅尺寸纳米级，亦起到缓解硅颗粒体积效应作用，因此具有可逆容量高，循环性能好，倍率性能优异的优点。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种锂离子电池用的负极材料及其制备方法，特别是一种锂离子电池用多孔硅-碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
:锂离子电池主要由正极材料嵌锂的过渡金属氧化物、负极材料,高度石墨化的碳、隔膜聚烯烃微孔膜和电解质材料等组成。与传统的铅酸、镍镉、镍氢等二次电池相比，锂离子二次电池具有工作电压高、体积小、质量轻、容量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小以及循环寿命长等优点。自1991年日本某公司成功将锂离子电池实现商品化以来，锂离子电池已成为手机、笔记本电脑和数码产品的主导电源，在电动汽车和储能等领域的应用亦越来越广泛。目前，大规模商业化使用的锂离子电池负极材料主要是碳材料，包括天然石墨、人造石墨、中间相炭微球（MCMB）等，但其实其理论比容量低（372mAh/g），无法满足高比容量锂离子电池的需求。为了提高电池容量，人们开始关注能与锂形成合金的一些材料。硅基材料拥有巨大的储锂容量，其理论比容量可以达到4200mAh/g，略高于碳材料的放电平台，以及储量丰富等优点而备受关注。然而，在锂电池充放电过程中，Si阳极发生了巨大的体积膨胀(100～300%)，这种巨大的体积改变会导致硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池用多孔硅‑碳复合材料，其特征是所述多孔硅‑碳复合材料包括下述质量组分，多孔硅与石墨材料质量比为10‑20:80‑90；所述石墨材料为中间相炭微球、天然石墨、人造石墨中的一种或多种；所述多孔硅为碳包覆纳米级多孔硅，其结构组成表征为孔隙率为10%‑300%，孔径为1nm‑1um，复合材料粒径为1um‑50um，比表面积为2‑50m2/g。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用多孔硅-碳复合材料，其特征是所述多孔硅-碳复合材料包括下述质量组分，多孔硅与石墨材料质量比为10-20:80-90；所述石墨材料为中间相炭微球、天然石墨、人造石墨中的一种或多种；所述多孔硅为碳包覆纳米级多孔硅，其结构组成表征为孔隙率为10%-300%，孔径为1nm-1um，复合材料粒径为1um-50um，比表面积为2-50m2/g。2.一种锂离子电池用多孔硅-碳复合材料的制备方法，以羧甲基纤维素钠CMC为模版剂及包覆剂，采用微波干燥方法，其特征是包括如下方法步骤：1）将微米硅、CMC、球磨剂按比例混合后球磨为球磨混合物，将球磨混合物进行干燥造粒得到CMC均匀包覆硅，为含有大量孔的前驱体；2）将步骤1）所得前驱体在惰性气氛保护下高温烧结，得到碳包覆多孔硅材料；3）将2）步所得碳包覆多孔硅材料、石墨材料按比例混合，得到多孔硅-碳复合材料；控制所述微米硅、CMC、球磨剂的质量比为1：1-5：10-50。3.根据权利要求2所述一种锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雨生，褚相礼，张建峰，吴壮雄，
申请(专利权)人：江西正拓新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36