一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料及制备方法。先制得有机相包覆中间相碳微球，进行氧等离子体高温处理，然后将气源更换为氩气，同时通入气态硅源及蒸汽态催化剂，进行氩等离子体高温处理，形成海胆结构，即可制得负载硅纳米线的海胆状碳微球负极材料。该方法通过有机相包覆中间相碳微球后等离子热处理，最终形成海胆结构，使得纳米线表面包覆材料和粘结剂不易脱落，性能稳定，同时制备中硅纳米线的形成增加了碳微球之间的间隙，在晶须膨胀的同时不会导致宏观体积膨胀，使得所得负极材料容量高，材料内部体积膨胀较小，在锂电池领域的应用前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料及制备方法
本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及锂电池负极材料的制备，特别是涉及一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料及制备方法。
技术介绍
锂离子电池随着电动汽车的发展一路走高，目前已经成为电动汽车动力的主要来源。其种类繁多，各具特色，在未来的较长时间都难以被其他动力所取代。锂离子电池负极是由负极活性物质碳或非碳材料、添加剂和粘合剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜构成。其中，锂离子电池负极材料是锂离子电池的重要组成部分，负极材料的组成和结构对锂离子电池的电化学性能具有决定性的影响。锂离子电池负极材料按照反应机理，可以分为三大类：第一类基于嵌入式反应机理利用嵌入式反应机理的材料，如石墨类；第二类基于合金化反应机理，比如研究得较多的锡基和硅基合金；第三类是异相反应机理，主要是过渡金属氧化物。目前锂离子电池负极材料大多为碳基和硅基，其中碳基材料循环过程中体积膨胀较小，但容量较低；硅基材料容量约为石墨的十倍，完全嵌锂后体积膨胀接近3倍，限制了其在商业化中的应用。针对碳基于硅基复合的负极材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）使用中间相碳微球作为载体，加入有机硅源进行包覆处理，得到有机相包覆中间相碳微球；（2）对步骤（1）制得的有机相包覆中间相碳微球进行氧等离子体高温处理，将硅原子在碳微球表面“种晶”成锥尖阵列结构；（3）将气源更换为氩气，同时通入气态硅源及蒸汽态催化剂，进行氩等离子体高温处理，蒸汽态催化剂使阵列结构的锥尖形成熔融SiOx，通过气态硅源沿锥尖外延生长，形成海胆结构，即可制得负载硅纳米线的海胆状碳微球负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）使用中间相碳微球作为载体，加入有机硅源进行包覆处理，得到有机相包覆中间相碳微球；（2）对步骤（1）制得的有机相包覆中间相碳微球进行氧等离子体高温处理，将硅原子在碳微球表面“种晶”成锥尖阵列结构；（3）将气源更换为氩气，同时通入气态硅源及蒸汽态催化剂，进行氩等离子体高温处理，蒸汽态催化剂使阵列结构的锥尖形成熔融SiOx，通过气态硅源沿锥尖外延生长，形成海胆结构，即可制得负载硅纳米线的海胆状碳微球负极材料。2.根据权利要求1所述一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述中间相碳微球的粒度为10~200μm，孔隙率为60~80%。3.根据权利要求1所述一种锂电池海胆状多孔碳微球负载硅负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述有机硅源为甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基羟基硅油、羟基含氢硅油或甲基乙烯基硅油中的至少一种。4.根据权利要求1所述一种锂电池海胆状多孔碳微球负...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，廖健淞，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51