一种锂离子电池硅基负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池硅基负极材料，属于锂离子电池技术领域。该硅基负极材料结构包括核结构和壳结构，所述核结构是通过球磨将膨胀石墨剥离或减薄成纳米石墨片或纳米石墨烯并卷曲包裹硅基材料而形成的，所述壳结构为热解碳包裹层，所述核结构和壳结构之间填充有碳纳米材料和热解碳；其是通过球磨机械剪切作用将膨胀石墨剥离或减薄成纳米石墨片/纳米石墨烯并卷曲包裹硅基材料，其卷曲的纳米石墨片/纳米石墨烯固有的自回弹空间可有效吸收硅基材料体积膨胀释放的应力，壳结构的热解碳包裹层能缓解与周围颗粒的接触应力。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池硅基负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池硅基负极材料及其制备方法。
技术介绍
硅基负极材料由于理论比容量高、嵌锂电位低、放电平台稳定等优势，在实际应用中成为取代石墨负极的理想负极材料之一。当前已通过纳米化处理、包覆、构建缓冲结构等手段开发出性能优于石墨的硅基负极材料，但是硅基负极材料在充放电过程中体积变化大，反复充放电易导致材料颗粒裂纹及粉化，甚至脱离集流体而失去电接触，影响导电网络等问题依然难以克服，阻碍其商业化应用。中国专利技术专利CN106384825B通过湿法球磨及高温高压处理制备硅碳复合微球，具体是将硅分散液、沥青、其他碳源进行多步球磨，再进行高温高压反应、抽滤、高温碳化处理得到硅碳复合微球。该专利技术虽制得材料球形度好，但涉及高温高压多步处理，能耗较高。中国专利技术专利CN105355870B、CN106356519A、CN109860528A等均以纳米硅做为原料，通过复杂的合成、改性等过程制得负极材料，制得的材料虽表现出良好的循环稳定性和倍率性能，但从经济角度考虑，成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：包括核结构和壳结构，所述核结构是通过球磨将膨胀石墨剥离或减薄成纳米石墨片或纳米石墨烯并卷曲包裹硅基材料而形成的，所述壳结构为热解碳包裹层，所述核结构和壳结构之间填充有碳纳米材料和热解碳。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：包括核结构和壳结构，所述核结构是通过球磨将膨胀石墨剥离或减薄成纳米石墨片或纳米石墨烯并卷曲包裹硅基材料而形成的，所述壳结构为热解碳包裹层，所述核结构和壳结构之间填充有碳纳米材料和热解碳。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：所述膨胀石墨与硅基材料的质量比为0.1～10:1。


3.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：所述膨胀石墨为片状膨胀石墨、蠕虫状膨胀石墨中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：所述硅基材料为纳米或微米或毫米级的硅、SiOX中的至少一种；其中，0＜x≤1.2。


5.一种锂离子电池硅基负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、球磨：将膨胀石墨、硅基材料、粘结剂、溶剂混合进行湿法球磨，得到硅基一次球；
S2、造粒：向步骤S1中获得的硅基一次球浆料中加入碳纳米材料和碳前驱体，混合均匀，进行喷雾干燥造粒，得到5～15μm的硅基二次球；
S3、包覆：将步骤S2中得到的材料置于流化床中，按照0.1～100g/min的速率将碳前驱体溶液泵入流化床中进行表面包覆；
S4、高温烧结：将步骤S3中得到的材料在惰性气体下进行碳化，得到所述硅基负极材料。


6.根据权利要求5所述的锂离子电池硅基负极材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜彬，张超，张臻，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11