一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法技术

技术编号:20393411 阅读:51 留言:0更新日期:2019-02-20 04:18
本发明专利技术属于电化学领域,涉及一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤:(1)将纳米硅与基底碳材料在常温下进行充分混合,得到原料A;(2)以颗粒状石油沥青或煤沥青机械粉碎得到的沥青粉末为原料B;(3)将原料A、原料B、碳纳米管与硬碳前驱体进行充分混合,得到原料C;(4)将原料C在气体保护下进行低温软化预包覆,降温后得到的块状物粉碎,筛分得到原料D;(5)将原料D与原料B在常温下混合均匀,在气体保护下高温烧结,得到的块状物粉碎、筛分,最终得到高稳定性硅碳负极材料。本发明专利技术工艺简单、安全性高,制备的硅碳负极材料具有首效高、稳定性和倍率性能优异等优势,适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法
本专利技术涉及电化学领域,具体涉及一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着新能源汽车行业的快速发展,迫切需要开发出容量高、循环性能好的锂电池来提高其续航里程。2017年2月,工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部联合发布《促进汽车动力电池发展行动方案(2017)》明确要求到2020年,新型锂离子动力电池的单体比能量超过300Wh/kg。要实现这一目标,需要开发出容量高、性能优异的锂电池用新型负极材料。目前锂电池负极材料应用最广泛的还是石墨,但是其理论容量偏低,难以满足车用动力电池高能量密度的需求,通过改进电池工艺也难取得突破性的进展。硅具有很高的理论容量,有望成为下一代锂电池负极材料,受到了材料界和产业界的广泛关注与研究。但是硅在实际应用中主要存在以下几个问题:(1)巨大的体积膨胀;(2)电极表面生成不稳定SEI膜;(3)半导体硅电导率较低。碳材料如石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、纳米管、石墨烯等具有良好的稳定性和优异的导电性,与硅复合制备出硅碳复合材料被认为是最有前景的推动硅产业化应用的方法之一。碳材料可作为缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料,其特征在于:所述复合材料为三层包覆结构;复合材料内层为基底碳材料,中间层由纳米硅、碳纳米管、软碳和/或硬碳组成,复合材料外层是沥青烧结后形成的软碳层。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料,其特征在于:所述复合材料为三层包覆结构;复合材料内层为基底碳材料,中间层由纳米硅、碳纳米管、软碳和/或硬碳组成,复合材料外层是沥青烧结后形成的软碳层。2.根据权利要求1所述的锂电池用高稳定性硅碳负极材料,其特征在于,以复合材料总质量为基准,各物质的重量百分比为:基底碳材料75~90%、纳米硅4~12%、碳纳米管0.5~2%、软碳1~4%、硬碳0~4%,外层1~5%。3.根据权利要求1所述的锂电池用高稳定性硅碳负极材料,其特征在于:所述基底碳材料为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软碳和硬碳中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的锂电池用高稳定性硅碳负极材料,其特征在于:所述纳米硅粒度D50为50~500nm,纯度>97%。5.权利要求1-4任一项所述的锂电池用高稳定性硅碳负极材料的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)将纳米硅与基底碳材料在常温下充分混合均匀,得到原料A;(2)机械粉碎颗粒状石油沥青或煤沥青,筛分得到原料B;(3)将原料A、原料B、碳纳米管、硬碳前驱体在常温下进行充分混合,得到原料C;(4)将原料C在气...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘艳侠刘凡张锁江马立彬范亚蒙刘福园阮晶晶王璞
申请(专利权)人:郑州中科新兴产业技术研究院中国科学院过程工程研究所
类型:发明
国别省市:河南,41

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