复合材料及其制备方法和锂电池负极以及锂电池技术

本发明专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法、一种锂电池负极和一种锂电池。其中，所述复合材料包括活性主体硅和包覆在活性主体硅表面的碳层；其中，所述活性主体硅中含有P(O)‑O‑Si结构。复合材料的制备方法包括：将硅源和磷源在溶剂存在的条件下接触，得到第一组分；将所述第一组分和碳源混合后，对所得混合物进行去除溶剂处理，得到前驱体；将所述前驱体在惰性气氛下进行热处理，得到所述复合材料。本发明专利技术所述的制备方法能够使得有机碳源在活性组分表面均匀包覆，有利于提高复合材料的电学性能，进一步提高使用该复合材料制备的锂电池负极和锂电池的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
复合材料及其制备方法和锂电池负极以及锂电池
本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法、一种锂电池负极和一种锂电池。
技术介绍
近年来，由于环境污染和资源短缺问题日益严重，清洁高效的新能源技术的备受关注。如今锂离子电池被广泛应用于电子产品、电动汽车等各个领域。随着技术的发展，市场对于锂离子电池能量密度和循环性能的要求越来越高。目前商业化的锂离子电池负极材料主要为碳材料，其理论比容量仅为372mAh/g，远低于人们对高能量密度锂电池的需求。在现有的研究中，硅凭借其高达4200mAh/g的理论比容量，成为了目前非碳负极材料的研究热点之一。但是，硅材料在充放电过程中会发生较大的体积膨胀，导致材料粉化失效，使电池出现性能衰减、电池短路等问题。为了解决硅的体积膨胀问题，一般通过纳米化、复合、包覆等手段改善硅的性能。其中，对硅表面进行包覆是制备硅碳复合材料的一种常用的方法，可以有效缓解硅颗粒的体积膨胀。CN106257716A公开了一种硅碳负极材料的制备方法，具体包括将纳米硅、石墨微粉置于球磨机中，在有机溶剂的环境中球磨均匀分散，真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括活性主体硅和包覆在活性主体硅表面的碳层；其中，所述活性主体硅中含有P(O)-O-Si结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括活性主体硅和包覆在活性主体硅表面的碳层；其中，所述活性主体硅中含有P(O)-O-Si结构。


2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述碳层的最大厚度不大于50nm，所述碳层的最小厚度不小于0.5nm；
优选地，所述碳层的最大厚度和最小厚度之间的差值为1-10nm。


3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，以元素计，所述复合材料中Si元素、P元素和C元素的重量比为100：(5-30)：(10-40)；
优选地，所述复合材料在0.1C恒流放电倍率下测得的比容量为2100-3000mAh/g。


4.一种制备复合材料的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将硅源和磷源在溶剂存在的条件下接触，得到第一组分；
(2)将所述第一组分和碳源混合后，对所得混合物进行去除溶剂处理，得到前驱体；
(3)将所述前驱体在惰性气氛下进行热处理，得到所述复合材料。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述硅源以硅单质和/或硅氧化物的形式存在，优选地，所述硅源的粒径为50-300nm；
优选地，所述磷源选自植酸和/或磷酸；
优选地，所述碳源选自改性沥青、聚丙烯腈、纤维素衍生物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚酰亚胺、植酸、吡咯、噻吩、糖类、聚丙烯酸和聚乙烯醇中的至少一种；
优选地，所述溶剂为酰胺类溶剂和/或N-甲基吡咯烷酮。


6.根据权利要求4或5所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丝雨，孙赛，张同宝，高焕新，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11