碳包覆硅基钛铌复合材料、其制备方法及锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种碳包覆硅基钛铌复合材料、其制备方法及锂离子电池。该制备方法包括：以钛源和铌源为原料进行第一煅烧过程，得到第一煅烧产物，第一煅烧过程的温度为800～1200℃；将硅源、第一煅烧产物及碳源进行第二煅烧过程，得到碳包覆硅基钛铌复合材料，第一煅烧过程的温度为500～1000℃；其中，钛源选自锐钛型二氧化钛、锐钛型二氧化钛水合物硅粉和氧化亚硅中的一种或多种，铌源为五氧化二铌，硅源为硅粉或氧化亚硅，碳源为碳氢化合物。采用上述方法制得的碳包覆硅基钛铌复合材料在充放电过程中具有较小的体积效应，较高的循环性能，同时上述制备方法还具有工艺简单、无污染、可重复性高及可规模性生产等优点。

Carbon coated silicon-based titanium niobium composite, its preparation method and lithium-ion battery

【技术实现步骤摘要】
碳包覆硅基钛铌复合材料、其制备方法及锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池制备领域，具体而言，涉及一种碳包覆硅基钛铌复合材料、其制备方法及锂离子电池。
技术介绍
硅是目前已知比容量最高(4200mAh/g)的锂离子电池负极材料。与传统的石墨负极材料相比，硅的重量比容量极高，是天然石墨的十多倍；相比于金属锂，由于硅在合金材料中的堆积密度与锂相近，因此硅还具有很高的体积比容量；同碳材料相比，硅有更高的脱嵌锂电位，有效避免了大倍率充放电过程中锂的析出，从而提高了电池的安全性。基于以上优点，硅材料被认为是最具有应用潜力的新一代高能量锂离子电池负极材料。由于硅在充放电过程中表现出剧烈的体积效应(＞300％)，硅电极材料会出现粉化而从集流体上剥落，使活性物质与活性物质、活性物质与集流体之间失去电接触，同时不断形成新的固相电解质层(SEI)，最终会导致电化学性能的恶化，这是硅材料成为商品化负极材料的最大障碍。鉴于上述问题的存在，有必要需要提供一种提高锂离子电池中硅材料在充放电过程中稳定性的方法。
技术实现思路
<br>本专利技术的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳包覆硅基钛铌复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n以钛源和铌源为原料进行第一煅烧过程，得到第一煅烧产物，所述第一煅烧过程的温度为800～1200℃；/n将硅源、所述第一煅烧产物及碳源进行第二煅烧过程，得到所述碳包覆硅基钛铌复合材料，所述第二煅烧过程的温度为500～1000℃；/n其中，所述钛源选自锐钛型二氧化钛、锐钛型二氧化钛水合物硅粉和氧化亚硅中的一种或多种，所述铌源为五氧化二铌，所述硅源为硅粉或氧化亚硅，所述碳源为碳氢化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆硅基钛铌复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
以钛源和铌源为原料进行第一煅烧过程，得到第一煅烧产物，所述第一煅烧过程的温度为800～1200℃；
将硅源、所述第一煅烧产物及碳源进行第二煅烧过程，得到所述碳包覆硅基钛铌复合材料，所述第二煅烧过程的温度为500～1000℃；
其中，所述钛源选自锐钛型二氧化钛、锐钛型二氧化钛水合物硅粉和氧化亚硅中的一种或多种，所述铌源为五氧化二铌，所述硅源为硅粉或氧化亚硅，所述碳源为碳氢化合物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧过程中，所述钛源中钛元素和所述铌源中铌元素的摩尔数之比为1:(0.5～6)，优选为1:(1～5)。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行所述第一煅烧过程之前，所述制备方法还包括：
在惰性气氛下，将所述原料与第一溶剂混合后进行第一湿法研磨，得到第一浆料；
将所述第一浆料进行第一干燥后，再进行所述第一煅烧过程，得到所述第一煅烧产物；
优选地，所述第一湿法研磨过程中，所述第一浆料的固含量为10～30％，所述第一浆料中的固体颗粒物的粒度D50≤0.8μm，研磨电量为5～15kwh/kg。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一干燥过程采用的干燥装置选自烘箱烘干或喷雾干燥，优选地，所述干燥过程在喷雾干燥装置中进行，且所述喷雾干燥装置的进口温度为200～300℃，出口温度为60～150℃，气流量为4.8～8.8mL/min。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜孟衣，赵晓磊，雷磊，高学华，李盼，高学博，成信刚，
申请(专利权)人：北方奥钛纳米技术有限公司，银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13