一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，括以下步骤：称取适量的纳米硅粉、分散剂以及有机碳源到无水乙醇中分散得到混合溶液；将石墨烯和科琴黑加入到无水乙醇中分散得到混合溶液；将两种混合液分散得到前驱体混合溶液；将所获得的前驱体溶液充分干燥后获得粉体颗粒，然后将其经高温碳化后获得硅碳复合材料；将所得的硅碳复合材料与其他碳材料按一定比例均匀混合后获得锂离子电池硅碳负极材料。本发明专利技术通过石墨烯与科琴黑均匀包覆纳米硅颗粒，避免硅负极与电解液的副反应，进而提高锂电池的循环效率，进而解决了现有锂电池负极材料直接将石墨烯混合，造成纳米硅颗粒与电解液发生副反应，使得电池的放电容量和循环能力降低的问题。

Preparation of a Silicon-Carbon Anode Material for Lithium Ion Batteries

The invention discloses a preparation method of silicon-carbon negative electrode for lithium ion battery, which comprises the following steps: weighing appropriate nano-silicon powder, dispersant and organic carbon source to disperse in anhydrous ethanol to obtain a mixed solution; adding graphene and Koqin black to anhydrous ethanol to disperse to obtain a mixed solution; dispersing the two mixed liquids to obtain a precursor mixed solution; After fully drying, the powders were obtained, and then carbonized at high temperature to obtain silicon-carbon composite materials. The silicon-carbon composite materials were evenly mixed with other carbon materials in a certain proportion to obtain silicon-carbon anode materials for lithium ion batteries. By uniformly coating nano-silicon particles with graphene and Keqin black, the invention avoids the side reaction between silicon negative electrode and electrolyte, thereby improving the cycle efficiency of lithium battery, thereby solving the problem that the existing lithium battery negative material directly mixes graphene, resulting in the side reaction between nano-silicon particles and electrolyte, and reducing the discharge capacity and cycle capacity of battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法
本专利技术属于领域，涉及一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法。
技术介绍
随着人类社会的快速发展，传统锂离子电池的能量密度已经难以满足人们的使用需求，在电动汽车领域更是尤为突出。因此急需开发出具有更高能量密度的锂离子电池以应对市场需求。目前商业化的石墨负极理论比容量为372mAh/g，相对较低，已经很难与高比容量的正极材料(高镍三元材料、富锂材料等)相匹配，极大限制了锂离子电池整体能量密度的提高。而硅负极却有高达4200mAh/g的理论比容量，且资源丰富，价格低廉。但其也存在自身难以避免的不足，如自身电导率低且在充放电过程中硅负极有高达300％以上的膨胀与收缩，由此产生的应力会使硅材料逐渐破碎、粉化，表面无法形成稳定的SEI膜，电池容量迅速衰减。因此需要与导电性好且在充放电过程中能为单质硅的体积效应提供缓冲空间的材料复合才能充分利用硅负极的高比容量优势同时又保证电池的循环稳定性及安全性。专利申请号为201110378735.4的专利技术专利公开了一种锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法，首先通过有机碳纳米硅进行包覆后，通过粘合剂将石墨粉与包覆后的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，称取适量的纳米硅粉、分散剂以及有机碳源到无水乙醇中，经充分超声搅拌制备分散均匀的混合溶液；称取适量的石墨烯和科琴黑加入到无水乙醇中，经充分超声搅拌后制备分散均匀的混合溶液；第二步，将石墨烯和科琴黑混合溶液缓慢匀速的加入到含有纳米硅粉的混合溶液中，经充分超声搅拌后获得分散均匀的硅与石墨烯和科琴黑复合材料前驱体混合溶液；第三步，用干燥制粉设备将第二步所获得的前驱体溶液充分干燥后获得粉体颗粒，然后将其放置到有惰性气体保护的管式炉中，经高温碳化后获得硅碳复合材料；第四步，将第三步所得的硅碳复合材料与其他碳材料按一定比例均匀混合后获...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，称取适量的纳米硅粉、分散剂以及有机碳源到无水乙醇中，经充分超声搅拌制备分散均匀的混合溶液；称取适量的石墨烯和科琴黑加入到无水乙醇中，经充分超声搅拌后制备分散均匀的混合溶液；第二步，将石墨烯和科琴黑混合溶液缓慢匀速的加入到含有纳米硅粉的混合溶液中，经充分超声搅拌后获得分散均匀的硅与石墨烯和科琴黑复合材料前驱体混合溶液；第三步，用干燥制粉设备将第二步所获得的前驱体溶液充分干燥后获得粉体颗粒，然后将其放置到有惰性气体保护的管式炉中，经高温碳化后获得硅碳复合材料；第四步，将第三步所得的硅碳复合材料与其他碳材料按一定比例均匀混合后获得锂离子电池硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中纳米Si粉平均粒径为50-200nm。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中分散剂为聚丙烯酸、聚乙二醇对异辛基苯基醚、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲溴化铵、三聚磷酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯磺酸钠、对乙基苯甲酸中的一种或至少两种组合。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中有机碳源为沥青、柠...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小溪，陈伟，王海文，范进雷，
申请(专利权)人：江西中汽瑞华新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36