一种硅碳负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于储能研究领域，特别涉及一种硅碳负极材料，包括核结构和壳结构，所述核结构与所述壳结构之间设置有缓冲层，所述缓冲层与所述核结构表面紧密连接，所述缓冲层与所述壳结构内表面紧密连接；所述缓冲层为多孔结构，孔隙率为1％‑80％。核结构与壳结构之间，通过缓冲层紧密的连接在一起，从而确保硅碳负极材料在整个循环过程中核结构与壳结构都紧密的连接在一起；同时具有海绵多孔结构的缓冲层，可有有效的吸收核结构在充电过程中的体积膨胀，缓解壳结构的膨胀压力，因此材料的结构更加稳定，最终获得电化学性能优良的硅碳负极材料。

Silicon carbon negative electrode material and preparation method thereof

The invention belongs to the field of energy storage, in particular to a silicon carbon anode materials, including nuclear structure and shell structure, a buffer layer is arranged between the nuclear structure and the shell structure, the buffer layer is closely connected with the nuclear surface structure, the buffer layer and the inner surface of the shell structure closely connection; the buffer layer is a porous structure, the porosity is 1% 80%. Between the nuclear structure and shell structure, the buffer layer is tightly connected together, so as to ensure that the silicon and carbon cathode material in the whole process of nuclear structure and shell structure are tightly connected together; at the same time with the buffer layer of sponge porous structure, can effectively absorb the nuclear structure in the process of charging the volume expansion, ease expansion the pressure hull structure, so the material structure is more stable, so as to obtain the silicon carbon anode materials with excellent electrochemical performance.

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳负极材料及其制备方法
本专利技术属于储能材料
，特别涉及一种硅碳负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池以其比能量大、工作电压高、自放电率小、体积小、重量轻等优势，自其诞生以来，便给储能领域带来了革命性的变化，被广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车中。然而随着人们生活水平的提高，更高的用户体验对锂离子电池提出了更高的要求：质量更轻、使用时间更长等；为了解决上述问题必须寻找新的性能更加优异的电极材料。目前商业化的锂离子电池负极材料主要为石墨，但因其理论容量仅为372mAh·g-1，已不能满足用户的迫切需求；因此，更高比容量的负极材料的开发迫在眉睫。作为锂离子电池负极材料，硅材料一直备受关注。其理论容量为4200mAh·g-1，是已商业化的石墨容量的10倍以上，且具有低的嵌锂电位、低原子重量、高能量密度、价格较便宜、环境友好等优势，因此是新一代高容量负极材料的最优选择之一。但是由于硅材料本身导电性能差、且充放电过程中体积膨胀大而容易造成材料结构破坏和机械粉碎，导致其循环性能衰减快，限制了其更广泛的应用。为了解决上述问题，现有技术主要有硅颗粒纳米化、向硅基材料颗粒中加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅碳负极材料，包括核结构和壳结构，其特征在于，所述核结构与所述壳结构之间设置有缓冲层，所述缓冲层与所述核结构的外表面紧密连接，所述缓冲层与所述壳结构的内表面紧密连接；所述缓冲层为多孔结构，孔隙率为1％‑80％,所述核结构中含有硅基组分。

【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极材料，包括核结构和壳结构，其特征在于，所述核结构与所述壳结构之间设置有缓冲层，所述缓冲层与所述核结构的外表面紧密连接，所述缓冲层与所述壳结构的内表面紧密连接；所述缓冲层为多孔结构，孔隙率为1％-80％,所述核结构中含有硅基组分。2.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述缓冲层为电子良导体，且为多孔海绵结构。3.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述核结构为一次颗粒结构或二次颗粒结构。4.一种权利要求3所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述一次颗粒结构的粒径为D1，且D1≥1μm；所述二次颗粒结构中包含纳米一次颗粒结构，所述二次颗粒结构的粒径D2，且D2≥1μm，所述纳米一次颗粒结构的粒径为d2，d2≤1μm；所述纳米一次颗粒结构中还包含天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、石油焦、碳纤维、热解树脂碳、钛酸锂、锡基负极材料、过渡金属氮化物、锡基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金中的至少一种。5.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述壳结构为传统壳结构层或/和单体原位聚合得到的聚合物碳化结构层。6.一种权利要求5所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述传统壳结构层为传统包覆层原料炭化得到；所述传统包覆层原料为酚醛树脂、密胺树脂、过氯乙烯、沥青、聚乙烯、硬脂酸、PVC、聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米氧化铜、纳米氧化镁、纳米氧化钛、纳米氧化铝、纳米石墨、石墨片中的至少一种；所述单体包括丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、正丙烯酸己酯、2-丙烯酸环己酯、丙烯酸十二酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛方会，杨玉洁，
申请(专利权)人：广东烛光新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44