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，所述硅碳负极材料包括核结构和壳结构，所述核结构具有由纳米一次颗粒均匀分散于导电剂后紧密堆积而成的二次颗粒结构，所述纳米一次颗粒包括纳米硅基颗粒；并且所述纳米硅基颗粒之间、所述导电剂之间以及所述纳米硅基颗粒与所述导电剂之间均分布有导电网络，且所述导电网络与所述纳米硅基颗粒及所述导电剂紧密连接,从而确保该硅碳负极材料具有优良的电化学性能。

【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，其特征在于，所述硅碳负极材料包括核结构和壳结构，所述核结构具有由纳米一次颗粒均匀分散于导电剂后紧密堆积而成的二次颗粒结构，所述纳米一次颗粒包括纳米硅基颗粒；并且所述纳米硅基颗粒之间、所述导电剂之间以及所述纳米硅基颗粒与所述导电剂之间均分布有导电网络，且所述导电网络与所述纳米硅基颗粒及所述导电剂紧密连接。

【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括核结构和壳结构，所述核结构具有由纳米一次颗粒均匀分散于导电剂后紧密堆积而成的二次颗粒结构，所述纳米一次颗粒包括纳米硅基颗粒；并且所述纳米硅基颗粒之间、所述导电剂之间以及所述纳米硅基颗粒与所述导电剂之间均分布有导电网络，且所述导电网络与所述纳米硅基颗粒及所述导电剂紧密连接。2.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述导电网络由高分子材料碳化得到；所述高分子材料在碳化之前，均匀的分布于所述纳米硅基颗粒及所述导电剂之间，并将所述纳米硅基颗粒与所述导电剂紧密粘接在一起。3.一种权利要求2所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述高分子材料由高分子单体原位聚合而得到。4.一种权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述纳米硅基颗粒为单质硅颗粒或/和硅氧化物颗粒；所述导电剂包括导电炭黑、超级导电碳、科琴黑、碳纳米管、石墨烯、乙炔黑、高分子材料碳化得到的导电网络中的至少一种；所述一次颗粒还包括非纳米硅基负极颗粒；所述非纳米硅基负极颗粒为天然石墨、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、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的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：步骤1，捏合：将至少含有纳米一次颗粒和聚合物单体的组分混合后捏合，使得聚合物单体均匀的分散于纳米一次颗粒表面，得到前驱体浆料；步骤2，聚合反应：向步骤1的产物中加入引发剂，促使聚合物单体发生聚合反应，生成的聚合物网络结构包覆于纳米一次颗粒的表面；步骤3，造球：选择聚合反应发生到一定程度的步骤2得到的产物，进行造球，得到二次颗粒；步骤4，硅碳负极制备：将步骤3得到的产物进行包覆、碳化，即得到成品硅碳负极材料。6.一种权利要求5所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述聚合物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...

【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