硅碳负极材料及其制备方法、应用和制得的锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种硅碳负极材料及其制备方法、应用和制得的锂离子电池。该制备方法包括以下步骤：将原料在密炼条件下进行熔融共混得母料，去除所得母料中的成孔剂后，热处理即得硅碳负极材料；原料包括中值粒径为0.5～10μm的氧化亚硅、聚烃烯和成孔剂；成孔剂的添加量为聚烯烃重量的0.2～3倍；硅碳负极材料的碳含量为1～10wt％。本发明专利技术的硅碳负极材料的表面具有多孔状的结构，该材料具有良好的电解液浸润特性，比表面积小。由本发明专利技术的硅碳负极材料制得的锂离子电池不仅具有容量优势，而且具有良好的嵌锂倍率和低温嵌锂性能。本发明专利技术的制备方法的过程简单、聚烯烃原料简单易得，具有显著的成本和量产优势。

【技术实现步骤摘要】
硅碳负极材料及其制备方法、应用和制得的锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种硅碳负极材料及其制备方法、应用和制得的锂离子电池。
技术介绍
随着新能源汽车的推广，开发具有高容量、快速充电能力的负极材料具有显著的应用价值。现有的石墨类负极材料容量有限(理论362mAh/g)，通过表面包覆改进的倍率性石墨类材料的容量更低(340～350mAh/g)，因此开发高容量、倍率型的硅负极材料是取代现有石墨负极材料的可行途径。中国专利技术专利名称为一种硅碳复合负极材料的制备方法及锂离子电池，公开号106257716A中介绍了将纳米硅、石墨粉进行球磨，然后进入融合机与沥青混和再进行热处理从而获得硅碳材料的方法。该方法需要先获得纳米硅，其成本较高；融合处理过程中无加热，沥青的软化和涂覆完全靠机械力，分散有限；由于此工艺选择先将硅基材料纳米化，后续的分散等较难控制，需要提前引入石墨粉体，所得材料的容量<1000mAh/g。传统工艺中制备负极材料一般都是选择沥青或树脂作为碳源，几乎没有将聚烯烃应用于负极材料的制备中。...

【技术保护点】
1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)将原料在密炼条件下进行熔融共混得母料；/n(2)去除步骤(1)中所得母料中的成孔剂后，热处理即得硅碳负极材料；/n所述原料包括中值粒径为0.5～10μm的氧化亚硅、聚烃烯和成孔剂；所述成孔剂的添加量为聚烯烃重量的0.2～3倍；/n所述硅碳负极材料的碳含量为1～10wt％；所述硅碳负极材料的碳含量为所述聚烯烃的碳含量与总质量之比，所述总质量为所述氧化亚硅的质量与所述聚烯烃的碳含量之和，所述聚烯烃的碳含量为所述聚烯烃的质量与所述聚烯烃的残炭值的乘积。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将原料在密炼条件下进行熔融共混得母料；
(2)去除步骤(1)中所得母料中的成孔剂后，热处理即得硅碳负极材料；
所述原料包括中值粒径为0.5～10μm的氧化亚硅、聚烃烯和成孔剂；所述成孔剂的添加量为聚烯烃重量的0.2～3倍；
所述硅碳负极材料的碳含量为1～10wt％；所述硅碳负极材料的碳含量为所述聚烯烃的碳含量与总质量之比，所述总质量为所述氧化亚硅的质量与所述聚烯烃的碳含量之和，所述聚烯烃的碳含量为所述聚烯烃的质量与所述聚烯烃的残炭值的乘积。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：
所述密炼在密炼设备中进行，所述密炼设备优选密炼机；
和/或，所述熔融共混的温度为100～200℃，优选120～180℃，更优选120℃或180℃；
和/或，所述熔融共混的时间为1～60分钟，优选5～15分钟，更优选5分钟或15分钟。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：
所述成孔剂通过使用萃取剂去除，所述萃取剂优选二氯甲烷和/或三氯乙烯；
和/或，所述热处理是将去除了成孔剂的母料在流动的惰性气氛保护下进行加热、分解；所述热处理的温度优选600～1000℃，更优选800℃；所述热处理的时间优选2～12小时，更优选2小时；所述惰性气氛优选氮气气氛和/或稀有气体的气氛，所述稀有气体优选氩气；所述加热的速率优选3～8℃/min，更优选5℃/min；
和/或，所述热处理后还包括过筛的步骤；所述过筛时所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马飞，刘海宁，沈龙，丁晓阳，
申请(专利权)人：上海杉杉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31