一种硅碳负极材料的制备方法及锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种硅碳负极材料的制备方法及锂离子电池，该制备方法包括以下步骤：纳米硅与石墨固相混合，过筛，然后与无定型碳前驱体固相混合，过筛，振动成型，烧结，得到硅碳负极材料，其中，通过过筛的步骤分散石墨、纳米硅和无定型碳前躯体，实现了纳米硅均匀的包覆于石墨表面，无定型碳前驱体均匀包覆于纳米硅表面；通过振动成型的步骤，实现了无定形碳前驱体与纳米硅、纳米硅与石墨面面接触，无空隙存在；通过烧结的步骤，实现了挥发性物质由内到外慢慢挥发，从而避免了由于挥发性物质产生巨大的气体压力而造孔的情形发生；本发明专利技术制备方法得到的硅碳负极材料制备锂离子电池表现出优异的电化学循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳负极材料的制备方法及锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种硅碳负极材料的制备方法及锂离子电池。
技术介绍
近年来，随着新能源电动汽车续航里程需求的提高，现阶段商业化石墨负极材料(理论比容量为372mAh/g)已难以满足当前的需求，亟需开发一种高比容量的负极材料，单质硅由于具有较高的理论比容量(4200mAh/g)和较低的嵌锂电位而最有可能替代商业化石墨负极材料，但是单质硅在脱、嵌锂过程中会产生巨大的体积效应(高达300％)，导致电极结构的崩塌和电极材料的剥落，造成电极材料间、电极材料与导电剂(如碳)和粘合剂、电极材料与集流体的分离，进而失去电接触，从而导致电极的循环性能加速下降，加之单质硅本身的导电性差，严重阻碍了单质硅作为锂离子电池负极材料的实用化；为解决硅负极材料在应用中存在的问题，目前研究者们通常采用的方法是制备含硅的复合材料，含硅的复合材料主要有两个发展方向：一是制作出高容量的硅碳材料，然后与一定石墨物理混合成所需容量进行使用；另一个是直接使用硅、石墨及有机碳包覆、融合，然后炭化处理制备出所需容量硅碳材料。相对于前者，后者在硅分散的均匀性，物料的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将纳米硅和石墨固相混合，过筛，得到纳米硅/石墨复合材料；(2)将得到的纳米硅/石墨复合材料与无定形碳前驱体固相混合，过筛，得到纳米硅/石墨/无定形碳前驱体复合材料；(3)将得到的纳米硅/石墨/无定形碳前驱体复合材料振动成型，得到密实粉体；(4)将得到的密实粉体进行烧结，得到硅碳负极材料。

【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，包括以下步骤：(1)将纳米硅和石墨固相混合，过筛，得到纳米硅/石墨复合材料；(2)将得到的纳米硅/石墨复合材料与无定形碳前驱体固相混合，过筛，得到纳米硅/石墨/无定形碳前驱体复合材料；(3)将得到的纳米硅/石墨/无定形碳前驱体复合材料振动成型，得到密实粉体；(4)将得到的密实粉体进行烧结，得到硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固相混合的方式为机械混合，进一步优选为VC混合、球磨混合或研磨混合，特别优选为球磨混合，所述球磨混合的球磨速率为300～1500r/min；优选地，所述固相混合的时间为0.1h以上；优选地，所述过筛的方式为振动过筛，振动过筛的功率为30～500KW，振动过筛的频率为20～500次/min；优选地，所述过筛筛网的目数为25～600目，进一步优选为150～600目，特别优选为250～450目。3.根据权利要求1或2所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述固相混合为机械混合，进一步优选为VC混合、球磨混合或研磨混合，特别优选为球磨混合，所述球磨混合的球磨速率为300～1500r/min；优选地，所述过筛的方式为振动过筛，振动过筛的功率为30～500KW，振动过筛的频率为20～500次/min；优选地，所述过筛筛网的目数为25～350目，进一步优选为100～250目。4.根据权利要求1-3任一项所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述振动成型的功率为20～1000KW，振动成型的频率为20～800次/min；优选地，所述振动成型的时间为10min以上，进一步优选为10～600min。5.根据权利要求1-4任一项所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：康飞宇，李成飞，贺艳兵，何中林，蒋克林，武洪彬，李宝华，程光春，林平，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，湖北融通高科先进材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44