硅碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种硅碳复合材料及其制备方法和应用，其中硅碳复合材料包括纳米硅、石墨和碳酸锂，纳米硅、石墨和碳酸锂通过聚合物包覆后，经碳化得到硅碳复合材料；其制备方法为将石墨、碳酸锂、纳米硅混合得到碳酸锂/硅/石墨混合物；将碳酸锂/硅/石墨混合物分散到聚合物溶液中，经干燥得到前驱体材料；将前驱体材料进行碳化得到碳硅复合材料。本发明专利技术的硅碳复合材料具有较高的导电性能兼具较为优异的循环稳定性，可应用于制备制备锂离子电池。

Silicon carbon composite material, preparation method and application thereof

The invention discloses a silicon carbon composite material and preparation method and application thereof, wherein the silicon carbon composite materials including nano silicon, graphite and lithium carbonate, nano silicon, graphite and lithium carbonate by polymer coating, silicon carbon composite material obtained by carbonization; the preparation method of lithium carbonate, graphite, nano silicon mixing the lithium carbonate / silicon / graphite mixtures; the lithium carbonate / silicon / graphite mixture dispersed into polymer solution, obtained by drying the precursor material; the precursor material by carbonization of carbon silicon composite material. The silicon carbon composite material of the invention has high conductivity and excellent cycle stability, and can be used for preparing lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
硅碳复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种硅碳复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池作为一种环境友好的化学能源，具有体积小、能量密度高、循环寿命长等优点，被认为是一项非常有前景的储能方向。目前锂离子电池已经被普遍使用在3C领域，在HEV和EV领域也得到越来越大规模的应用。同时，随着通信技术的快速发展和各国政府对EV的大力推进，对锂离子电池能量密度、功率密度和循环寿命的要求也越来越高。相对于正极材料较为成熟的研究，传统的碳负极材料由于其理论容量较低而成为限制电池容量的制约因素。理想的负极材料应具有成本低、安全性高、能量密度高、循环寿命长的特性。硅基材料是一种很有潜力的负极材料。硅储量丰富，安全性高，且具有比传统的碳负极（372mAhg-1）高10倍、比钛酸锂负极（175mAhg-1）高20倍的理论比容量（4200mAhg-1）。此外，硅基负极对锂的电位适中，其起始电位为0.3~0.4Vvs.Li/Li+，这种适中的电位能避免像石墨，电极（0.05Vvs.Li/Li+）一样发生锂沉积，影响安全性能；同时也避免了发生如钛酸锂电池（1.5Vvs.Li本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅碳复合材料，其特征在于，包括纳米硅、石墨和碳酸锂，所述纳米硅、石墨和碳酸锂通过聚合物包覆后，经碳化得到硅碳复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合材料，其特征在于，包括纳米硅、石墨和碳酸锂，所述纳米硅、石墨和碳酸锂通过聚合物包覆后，经碳化得到硅碳复合材料。2.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将石墨、碳酸锂、纳米硅混合得到碳酸锂/硅/石墨混合物；S2、将所述碳酸锂/硅/石墨混合物分散到聚合物溶液中，经干燥得到前驱体材料；S3、将所述前驱体材料进行碳化得到碳硅复合材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1步骤具体为：S1-1、将纳米硅和分散剂混合后，分散在溶剂中得到纳米硅分散液；S1-2、将碳酸锂和石墨混合后，分散在溶剂中得到碳酸锂/石墨分散液；S1-3、将所述纳米硅分散液和碳酸锂/石墨分散液混合后，烘干，在惰性气氛下球磨得到碳酸锂包覆硅/石墨混合物。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1步骤具体为：S1-1、将纳米硅分散在溶剂中得到纳米硅分散液；S1-2、将碳酸锂和石墨混合后，分散在溶剂中得到碳酸锂/石墨分散液；S1-3、将所述纳米硅分散液和碳酸锂/石墨分散液混合、球磨得到碳酸锂/硅/石墨混合物。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1步骤具体为：S1-1、将纳米硅和石墨混合，分散在溶剂中得到硅/石墨混合液；S1-2、将碳酸锂和增稠剂混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文杰，唐唯佳，郭华军，王志兴，李新海，王接喜，胡启阳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43