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，所述硅碳负极材料的颗粒直径D1为1μm‑200μm，所述硅碳负极材料为二次颗粒结构，所述二次颗粒由一次颗粒及电子传导组分组成，所述一次颗粒粒径为D2，D2≤0.5D1；所述电子传导组分中包括石墨烯片层，所述一次颗粒与所述石墨烯片层均匀分散；所述石墨烯片层之间存在强键合力；即能够构建具有柔韧性的导电网络结构，将硅基材料固定在该网络结构中，从而得到性能优良的硅碳负极材料。

【技术实现步骤摘要】
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具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料的颗粒直径D1为1μm‑200μm，所述硅碳负极材料为二次颗粒结构，该二次颗粒由一次颗粒及电子传导组分组成，所述一次颗粒粒径为D2，且D2≤0.5D1；所述电子传导组分中包括石墨烯片层，所述一次颗粒与所述石墨烯片层均匀分散；所述石墨烯片层之间存在强键合力。

【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料的颗粒直径D1为1μm-200μm，所述硅碳负极材料为二次颗粒结构，该二次颗粒由一次颗粒及电子传导组分组成，所述一次颗粒粒径为D2，且D2≤0.5D1；所述电子传导组分中包括石墨烯片层，所述一次颗粒与所述石墨烯片层均匀分散；所述石墨烯片层之间存在强键合力。2.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述一次颗粒中含有含硅组分颗粒；所述一次颗粒均匀的分散于所述石墨烯片层的表面，且两者之间形成良好的电子通道；所述石墨烯片层的厚度h1≤40nm；所述硅碳负极材料中，石墨烯组分的重量比例为x％，且x≤5。3.一种权利要求2所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述含硅组分为纯硅、硅氧化物、硅基复合材料、改性硅基材料中的至少一种；所述一次颗粒中还含有非含硅组分颗粒，所述非含硅组分颗粒包括天然石墨、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、碳酸锂、非硅合金负极材料中的至少一种；所述电子传导组分中还含有超级导电碳、乙炔黑、碳纳米管、科琴黑、导电碳黑中的至少一种。4.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，提供所述强键合力的键的类别为氢键或/和化学键；所述石墨烯与非石墨烯电子传导剂之间也存在强键合力。5.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述石墨烯为小片层石墨烯或/和多孔石墨烯；所述小片层石墨烯的片层平面直径为d1，且d1≤0.5D1；所述多孔石墨烯的两孔之间连续区域宽度为d2，且d2≤0.5D1。6.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：步骤1，前驱体制备：将官能化的电子传导组分与一次颗粒混合均匀得到前驱体；步骤2，将步骤1得到的前驱体进行还原反应，使得官能化的电子传...

【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