一种硅碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种硅碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法，包括以下步骤：将微米硅及分散剂加入溶剂中，研磨得到纳米硅浆料1；将碳基体加入纳米硅浆料1中，搅拌得到混合浆料2；其中碳基体为扁平化的人造石墨、扁平化的天然石墨和扁平化的中间相碳微球中的一种或几种；将混合浆料2干燥，加入融合机融合，与包覆剂混合，造粒，置于保护气氛中进行热处理，置于保护气氛中高温碳化处理，破碎、分级、除磁，即得到所述硅碳复合负极材料。能缓冲体积膨胀更好的结构，并实现纳米硅在碳基体上的分散并包覆完全，隔绝了纳米硅与电解液的直接接触，使复合材料可形成稳定的SEI膜，极大地提高了电池的使用寿命。

A negative electrode material of silicon carbon composite lithium ion battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料领域，涉及一种硅碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
当前，石墨类碳材料是锂离子电池负极使用的主要材料，包括人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳等。然而，这些材料充放电时，比容量较低(<372mAh/g)，已经不能适应电池对能量密度的发展要求。在诸多有潜力代替石墨的负极材料中，硅因具有较高的比容量(理论比容量为4200mAh/g)，成为重点研究的对象，且其电压平台略高于石墨负极，充电时不易析锂，具有较好的安全性能。然而，纯硅负极材料，在充放电过程中，随着锂离子的嵌入和脱出，体积发生巨大变化，反复变化导致活性物质与集流体分离，严重影响电池的循环性能。同时这种巨大的体积变化，使得材料表面无法形成稳定的固体电解质膜(SEI)，SEI不断地重新生成，消耗大量正极储锂，导致容量衰减，循环性能变差。为了解决硅在充放电过程中出现的问题，本领域技术人员通过硅纳米化、硅的改性、硅的分散、包覆、颗粒造粒等技术缓冲硅的体积变化，使其能够尽早商业化应用。专利文献CN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅碳复合锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，将微米硅及分散剂加入溶剂中，研磨得到纳米硅浆料1；/n步骤2，将碳基体加入纳米硅浆料1中，搅拌得到混合浆料2；其中碳基体为扁平化的人造石墨、扁平化的天然石墨和扁平化的中间相碳微球中的一种或几种；/n步骤3，将混合浆料2干燥得到前驱体物料1；将前驱体物料1加入融合机融合，得到前驱体物料2；将前驱体物料2与包覆剂混合，得到前驱体物料3；/n步骤4，将前驱体物料3造粒，得到前驱体物料4，将前驱体物料4置于保护气氛中进行热处理，得到前驱体物料5；/n步骤5，将前驱体物料5置于保护气氛中高温碳化处理，破碎、分级、除磁，即...

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将微米硅及分散剂加入溶剂中，研磨得到纳米硅浆料1；
步骤2，将碳基体加入纳米硅浆料1中，搅拌得到混合浆料2；其中碳基体为扁平化的人造石墨、扁平化的天然石墨和扁平化的中间相碳微球中的一种或几种；
步骤3，将混合浆料2干燥得到前驱体物料1；将前驱体物料1加入融合机融合，得到前驱体物料2；将前驱体物料2与包覆剂混合，得到前驱体物料3；
步骤4，将前驱体物料3造粒，得到前驱体物料4，将前驱体物料4置于保护气氛中进行热处理，得到前驱体物料5；
步骤5，将前驱体物料5置于保护气氛中高温碳化处理，破碎、分级、除磁，即得到所述硅碳复合负极材料。


2.根据权利要求1所述的硅碳复合锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤5中，前驱体物料5进行高温碳化处理之前，先将前驱体物料5破碎，与包覆剂混合进行二次包覆，然后再进行高温碳化处理。


3.根据权利要求2所述的硅碳复合锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，二次包覆的方法为静态液相包覆或动态液相包覆；其中静态液相包覆为保护气氛下直接烧结，烧结制度为两段升温制度，先将温度升至100℃～600℃并保温0.5h～5h，再将温度升至700℃～1200℃并保温1h～10h；动态包覆为保护气氛下高温热包覆，采用三段升温制度，先将温度升至100℃～250℃并保温0.5h～2h，再将温度升至350～500℃并保温0.5h～2h，最后将温度升至600℃～1000℃并保温1h～4h；保护气氛为氮气、氩气和还原性气体的一种或几种。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：曹新龙，田占元，曹国林，邵乐，范瑞娟，杨时峰，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61