The invention relates to a method for silicon carbon composite material preparation method of lithium ion battery cathode comprises a chemical vapor deposition equipment after vacuum pumping, the silicon source gas and argon chemical vapor deposition equipment to prepare silicon particles; then the carbon source gas and argon in the silicon particles formed on the surface of carbon coating, prepared silicon carbon composite particles; the graphite is dispersed to dispersant prepared graphite dispersion. To add graphite silicon carbon composite particles dispersed in liquid, the silicon carbon composite particles and graphite mixing, dispersing agent after evaporation, prepared silicon carbon composite material. The silicon particles prepared by the invention have smaller size and more dispersed particles, and the silicon carbon composite particles are evenly distributed. The dispersed silicon particles are beneficial to increase the contact area between the silicon and the carbon coating layers, and improve the conductivity of silicon. In addition, the carbon coating and graphite in the composite can alleviate the volume change of silicon during charging and discharging, and improve the discharge stability of silicon carbon composites.
【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
,尤其涉及一种用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法。
技术介绍
移动电子设备和电动汽车的发展要求锂离子电池具有较高的能量密度(Energy&EnvironmentalScience,2015,8,2371-2376),锂离子电池常用的负极材料是石墨,石墨的理论放电比容量是372mAh/g;而硅的理论放电比容量是4200mAh/g,对应的生成物是Li22Si4(AngewandteChemie,2015,127,9768-9772)。与石墨相比,硅具有较高的放电比容量,硅较高的比容量能提高锂离子电池的能量密度。但如果用硅作为锂离子电池的负极活性物质,硅电极的循环放电稳定性较差,原因包括几个方面:一是硅的导电性较差(NanoLetters,2012,12,2318-2323),需要提高硅的导电性,使硅参与嵌锂反应和脱锂反应;二是在嵌锂和脱锂过程中硅的体积变化较大,硅的体积变化是在300%附近(NanoLetters,2012,12,2318-2323);具体在嵌锂过程中,硅的体积会膨胀,而在脱锂过程中,硅的体积会收缩,硅的体积变化造成负极表面的SEI膜破裂,从而导致负极表面的SEI膜不断生成,SEI膜的增厚造成负极不可逆容量的增大和负极反应活性的减小,这就造成硅电极容量的下降。
技术实现思路
为了提高硅的循环放电稳定性,本专利技术提供了一种用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法,通过化学气相沉积法制备硅颗粒及在硅颗粒表面制备均匀的碳包覆层,将硅碳复合颗粒与石墨基体形成 ...
【技术保护点】
一种用于锂离子电池负极的硅‑碳复合材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将硅源气体和氩气通入化学气相沉积设备中,一次加热,保温;再通入碳源气体和氩气,二次加热,保温得到硅碳复合颗粒;S2、将石墨加入分散剂中,球磨得到石墨分散液;S3、向石墨分散液中加入硅碳复合颗粒混合均匀,升温去除分散剂,得到硅‑碳复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将硅源气体和氩气通入化学气相沉积设备中,一次加热,保温;再通入碳源气体和氩气,二次加热,保温得到硅碳复合颗粒;S2、将石墨加入分散剂中,球磨得到石墨分散液;S3、向石墨分散液中加入硅碳复合颗粒混合均匀,升温去除分散剂,得到硅-碳复合材料。2.根据权利要求1所述用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法,其特征在于,S1中,将硅源气体和氩气通入化学气相沉积设备中,一次加热至500-1100℃,保温4-12h;再通入碳源气体和氩气,二次加热至700-1200℃,保温0.5-2h,得到硅碳复合颗粒。3.根据权利要求1或2所述用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法,其特征在于,S1中,硅源气体为硅烷气体,或四氯化硅气体和氢气的混合气体。4.根据权利要求1-3任一项所述用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法,其特征在于,S1中,碳源气体为甲烷和/或乙炔。5.根据权利要求1-4任一项所述用于锂离子电池负极的硅-碳复合材料制备方法,其特征在于,S2中,球磨时...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨学兵,陈炜,王光俊,
申请(专利权)人:合肥国轩高科动力能源有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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