【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法。
技术介绍
目前常规的锂离子负极材料以石墨负极为主，但石墨负极的理论比容量仅为372mAh/g，已无法满足用户的迫切需求。硅的理论容量高达4200mAh/g，是石墨负极材料容量的10倍以上，同时，硅碳复合品的库伦效率也和石墨负极接近，且价格便宜、环境友好、地球储量丰富，是新一代高容量负极材料的最优选择。但由于硅材料本身导电性差，且硅在充电时体积膨胀高达300％，充放电过程中的体积膨胀容易导致材料结构的崩塌和电极的剥落、粉化，造成活性材料损失，进而导致电池容量锐减，循环性能严重恶化。为了稳定充放电过程中硅的结构，缓解膨胀，达到改善电化学性能的效果，急需一种高电导率和高比表面积的碳材料，和硅混合使用作为锂电池负极材料。
技术实现思路
为了解决上述硅碳负极材料存在的问题，本专利技术提供一种锂离子电池用硅碳负极材料及制备方法，本专利技术所述负极材料为核壳结构，核为多孔隙石墨、纳米硅...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于：/n所述负极材料为核壳结构，核为纳米硅、多孔隙石墨和氧化石墨烯，纳米硅通过电离分解得到，石墨的孔隙通过燃烧法制得，纳米硅和氧化石墨烯通过超声震荡法渗入到石墨的孔隙中，壳为有机裂解碳包覆层；/n所述多孔隙石墨为天然石墨或人造石墨中的一种或两种；/n所述多孔隙石墨的孔隙率为40～80％；/n所述纳米硅的中值粒径为10～100nm；/n所述有机裂解碳包覆层的厚度为0.1～1μm。/n
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于：
所述负极材料为核壳结构，核为纳米硅、多孔隙石墨和氧化石墨烯，纳米硅通过电离分解得到，石墨的孔隙通过燃烧法制得，纳米硅和氧化石墨烯通过超声震荡法渗入到石墨的孔隙中，壳为有机裂解碳包覆层；
所述多孔隙石墨为天然石墨或人造石墨中的一种或两种；
所述多孔隙石墨的孔隙率为40～80％；
所述纳米硅的中值粒径为10～100nm；
所述有机裂解碳包覆层的厚度为0.1～1μm。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，所述负极材料中含有10wt％～40wt％的多孔隙石墨，20wt％～60wt％的纳米硅，5wt％～20wt％的氧化石墨烯，5wt％～40wt％的有机裂解碳包覆层。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于：所述负极材料的比表面积为1～10m2/g，优选3～5m2/g；粉体压实密度为1～2g/cm3，优选1.2～1.6g/cm3。
4.一种权利要求1至3任一项所述的锂离子电池用硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在惰性气体保护下，将有机硅源气体引入等离子发生器中，经电离分解，得到纳米硅粉末；
(2)将步骤(1)所得的纳米硅粉末加入到氧化石墨烯悬浮液中，搅拌均匀后，导入砂磨机中进行高速分散，得到纳米硅和氧化石墨烯复合浆料；
(3)将石墨加入到反应炉中，通入适当比例的氮氧混合气体，加热到适当的温度，使其部分燃烧，得到多孔隙石墨；
(4)将步骤(3)所得的多孔隙石墨加入到步骤(2)的复合浆料中，经超声震荡，使纳米硅和氧化石墨烯渗入到石墨的孔隙中，烘干后得到负极材料前驱体；
(5)将步骤(4)所得的负极材料前驱体与有机裂解碳源均相复合，经烧结后，得到核壳结构硅碳负极材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括以下特征的一个或多个：
所述惰性气体为氮气、氦气、氖气和氩气的一种或多种；
所述有机硅源气体为硅烷、二氯二氢硅、三氯硅烷、四氯化硅、四氟化硅中的一种或多种，有机硅源气体的纯度≥99.99％；...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡亮，张少波，方伟，夏永生，曹德福，
申请(专利权)人：马鞍山科达普锐能源科技有限公司，安徽科达铂锐能源科技有限公司，安徽科达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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