一种硅碳负极材料的制备方法及采用该方法制备得到的硅碳负极材料技术

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制备方法，所述方法主要包括步骤1，将动力源物质1、纳米硅颗粒、石墨颗粒干混，直至混合均匀；步骤2，加入电解液1后继续混合，形成离子通道，此时在动力源物质的作用下，将对石墨颗粒进行剥离，形成石墨片层开口结构；在混合的作用力下，纳米硅颗粒将不断填充进入石墨片层的开口结构中；或者步骤1’,将纳米硅颗粒、石墨颗粒、电解液2混合均匀待用；步骤2’，将动力源物质2与步骤1’得到的产物组装成对电极，在两电极之间施加电流，对石墨颗粒进行剥离，形成石墨片层开口结构；之后纳米硅颗粒将不断填充进入石墨片层的开口结构中；步骤3，填充完成后，去除电解液组分，进行包覆、碳化，得到硅碳负极材料。使用该方法制备硅碳负极时，可以实现石墨颗粒片层开口与硅纳米颗粒填充同时进行，使得填充进行得更加顺利，从而确保该硅碳负极材料具有优良的电化学性能。

Method for preparing silicon carbon negative electrode material and silicon carbon negative electrode material prepared by the method

The invention belongs to the field of energy storage, in particular to a silicon carbon cathode material preparation method, the method includes 1 steps, the 1 power source material, nano silicon particles and graphite particles until dry mix, mixing evenly; step 2, adding 1 to mixed electrolyte, ion channel formation, at this point in the source material under the action of the stripping of the graphite particles, the formation of graphite in the mixed layer opening structure; under the action of nano silicon particles will continue to fill the opening structure into graphite layers; or step 1 ', the silicon nanoparticles, graphite particles, 2 mixed electrolyte for use; step 2, the product will be \the power source material 2 and step 1\ assembly of the paired electrodes, current is applied between two electrodes, stripping of graphite particles, the formation of graphite layer opening after a nano silicon structure; The grain is continuously filled into the opening structure of the graphite slice; step 3, after the filling is completed, the electrolyte component is removed, and the coating is coated and carbonized to obtain the silicon carbon negative electrode material. By using the method of silicon carbon anode, graphite particle layer can realize the opening and the silicon nano particles filled at the same time, make filling easier, so as to ensure that the silicon carbon anode material has excellent electrochemical performance.

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳负极材料的制备方法及采用该方法制备得到的硅碳负极材料
本专利技术属于储能材料
，特别涉及一种硅碳负极材料的制备方法及采用该方法制备得到的硅碳负极材料。
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。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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，将动力源物质1、纳米硅颗粒、石墨颗粒干混，直至混合均匀；步骤2，加入电解液1后继续混合，形成离子通道，此时在动力源物质的作用下，电解液组分将对石墨颗粒进行剥离，形成石墨片层开口结构；在混合的作用力下，纳米硅颗粒将不断填充进入石墨片层的开口结构中；或者步骤1’,将纳米硅颗粒、石墨颗粒、电解液2混合均匀待用；步骤2’，将动力源物质2与步骤1’得到的产物组装成对电极，在两电极之间施加电流，对石墨颗粒进行剥离，形成石墨片层开口结构；之后纳米硅颗粒将不断填充进入石墨片层的开口结构中；步骤3，填充完成后，去除电解液组分，进行包覆、碳化，得到...

【技术特征摘要】
1.一种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，将动力源物质1、纳米硅颗粒、石墨颗粒干混，直至混合均匀；步骤2，加入电解液1后继续混合，形成离子通道，此时在动力源物质的作用下，电解液组分将对石墨颗粒进行剥离，形成石墨片层开口结构；在混合的作用力下，纳米硅颗粒将不断填充进入石墨片层的开口结构中；或者步骤1’,将纳米硅颗粒、石墨颗粒、电解液2混合均匀待用；步骤2’，将动力源物质2与步骤1’得到的产物组装成对电极，在两电极之间施加电流，对石墨颗粒进行剥离，形成石墨片层开口结构；之后纳米硅颗粒将不断填充进入石墨片层的开口结构中；步骤3，填充完成后，去除电解液组分，进行包覆、碳化，得到硅碳负极材料。2.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述动力源物质1为预嵌锂负极材料或/和金属锂材料。3.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤2中所述电解液1中包括溶质和溶剂，所述溶剂中包括石墨插层或/和剥离功能组分；步骤1’中所述电解液2中包括溶质和溶剂，所述溶剂中包括石墨插层或/和剥离功能组分。4.一种权利要求3所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述溶质为锂离子电池电解液溶质；所述溶剂中包含有碱金属元素、碱土金属元素、金属氯化物、氯化物、稀土元素、卤素元素、赝卤素、强酸、碳酸丙烯酯中的至少一种。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，步骤2’中所述的动力源物质2包括富锂物质或/和作为电极材料的金属物质；所述富锂物质包括LiM1O2、LiMn2-XM2xO4、LiNixM31-xO2、Li3-xM4xN、LiFePO4、Li2FeO4、Li7-xMnxN4、Li3-xFexN2、Li2S、Li2S2和LiNixMnyCozO2中的至少一种，其中，M1为Co、Ni、Mn、Cu、Cr和Fe中的至少一种，M2为Ni、Co、Cu、Cr、Fe和V中的至少一种，M3为Co、Mn、Cu、Cr、Fe、V、La、Al、Mg、Ga和Zn中的至少一种，M4为Co、Ni、Cu、Cr和V中的至少一种，x+y+z＝1；所述作为电极材料的金属物质包括金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属铝、金属锌中的至少一种。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，步骤1或步骤1’中还添加有硅烷偶联剂、表面活性物质、导电剂组分、非硅基负极纳米颗粒。7.一种权利要求6所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛方会，
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