硅碳复合负极材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硅碳复合负极材料的制备方法。该制备方法包括：步骤S1，去除水中的溶解氧，得到无氧水；步骤S2，对硅材料和表面活性剂进行湿法球磨，得到纳米硅浆料；步骤S3，将石墨、粘结剂和纳米硅浆料混合形成前驱体浆料；步骤S4，对前驱体浆料进行喷雾干燥，得到黑色粉末；步骤S5，将黑色粉末与碳源混合形成混合料；以及步骤S6，对混合料进行焙烧，得到硅碳复合负极材料，其中步骤S2中使用的水为步骤S1得到的无氧水，步骤S3使用水时，所使用的水为步骤S1得到的无氧水。通过去除水中的溶解氧，克服了水中溶解氧对硅的氧化缺陷，混合所采用的湿法球磨、混合等工艺处理方式简单。

【技术实现步骤摘要】
硅碳复合负极材料的制备方法
本专利技术涉及锂电池用负极材料
，具体而言，涉及一种硅碳复合负极材料的制备方法。
技术介绍
硅具有高达4200mAh/g的理论嵌锂容量，嵌锂电位为0.2Vvs.Li/Li+，且硅储量丰富，成本优势明显，是锂离子电池最具发展前景的负极材料。当前制约硅负极材料发展的瓶颈主要在于两点：一方面，硅脱嵌锂过程中出现高达300％的体积变化，这将导致硅颗粒的破碎、粉化，进而暴露出新的表面，新的硅表面消耗大量的电解液。与此同时失去与铜箔的接触，硅失去与箔材的接触会大幅增加电子的传输距离，这些均导致硅材料寿命大幅衰减。另一方面，硅是一种半导体材料，其电子电导率相对较低，电子传输速度慢，采用硅负极材料制备的电池内阻大，倍率性能差。对此，当前学术界和产业界普遍通过硅纳米化和碳复合两种方式对硅进行改性。一方面，硅纳米化可以降低硅本身的体积效应；另一方面，通过硅材料与导电性良好的碳材料制备成复合材料来缓解硅在充放电过程中的应力作用，并提高硅材料的电子电导率。在研磨过程中，硅颗粒的尺寸减小，露出更多无氧化层的新鲜表面，其疏水性比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n步骤S1，去除水中的溶解氧，得到无氧水；/n步骤S2，对硅材料和表面活性剂进行湿法球磨，得到纳米硅浆料；/n步骤S3，将石墨、粘结剂和所述纳米硅浆料混合形成前驱体浆料；/n步骤S4，对所述前驱体浆料进行喷雾干燥，得到黑色粉末；/n步骤S5，将所述黑色粉末与碳源混合形成混合料；以及/n步骤S6，对所述混合料进行焙烧，得到硅碳复合负极材料，/n其中所述步骤S2中使用的水为步骤S1得到的无氧水，所述步骤S3使用水时，所使用的水为步骤S1得到的无氧水。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤S1，去除水中的溶解氧，得到无氧水；
步骤S2，对硅材料和表面活性剂进行湿法球磨，得到纳米硅浆料；
步骤S3，将石墨、粘结剂和所述纳米硅浆料混合形成前驱体浆料；
步骤S4，对所述前驱体浆料进行喷雾干燥，得到黑色粉末；
步骤S5，将所述黑色粉末与碳源混合形成混合料；以及
步骤S6，对所述混合料进行焙烧，得到硅碳复合负极材料，
其中所述步骤S2中使用的水为步骤S1得到的无氧水，所述步骤S3使用水时，所使用的水为步骤S1得到的无氧水。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括采用物理方法和/或化学方法去除水中的溶解氧，所述物理方法包括向所述水中通入氮气以置换水中的溶解氧，所述化学方法包括向所述水中添加还原剂以对所述溶解氧进行还原，优选所述还原剂为肼、水合肼、碳酰肼和异抗坏血酸中的任意一种或多种，进一步优选所述还原剂相对于所述水的质量用量为0.01～2.0:100，优选为1.0～2.0:100。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述表面活性剂选自十六烷基二苯醚双磺酸钠、丙烯酸甲酯-丙烯酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、多聚磷酸钠聚甲基丙烯酸铵组成的组中的任意一种或多种，优选所述硅材料为微米级硅粉。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述硅材料、所述表面活性剂和磨球的质量比为1：(0.01～1.0)：(1～5)；优选所述纳米硅浆料的固含量为5～50％；优选所述步骤S2使用的球磨机的搅拌速率为500～2000rpm、搅拌时间为10～30h。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郭华彬，张正，胡海玲，李武义，王诚文，姚曼，
申请(专利权)人：银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44