一种具有高性能的锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种硅碳复合材料，包括内核复合材料和包覆在所述内核复合材料表面的软碳层；所述内核复合材料为碳纳米管/硅/石墨烯复合材料。该复合材料具有核壳结构，而且由特定结构的碳纳米管/硅/石墨烯复合材料作为内核复合材料，得到了一种管状基质多层包覆结构的负极材料。碳管的刚性支撑、石墨烯的二维包覆和多孔特点，可有效限制硅在循环过程中的膨胀、粉化；高导电性可弥补硅导电性差的问题；复合结构增加了电解液与负极材料的接触面积，缩短了锂离子的扩散路径，同时外面的软碳层易于与电解液形成稳定的SEI膜。本发明专利技术提供的硅碳复合材料用于锂离子电池负极材料时，表现出优异的电化学性能，具有良好的循环稳定性和倍率性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高性能的锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂电池负极材料
，涉及一种硅碳复合材料及其制备方法、锂离子电池，尤其涉及一种具有高性能的锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点，已成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象。尤其是在实际应用中，锂离子电池已经成为各类便携式电子设备的理想能源，例如笔记本电脑，手机等。近几年电动汽车等新型电动设备高速发展，特别是新能源汽车的续航能力取决于电池的能量密度，随着消费者对汽车续航里程要求不断提高，高能量密度成为动力电池未来的发展方向，锂离子电池的能量密度主要取决于正负极材料的储锂容量与电压，解决这一问题有两个方向，一、开发高容量、高电位的正极材料；二、开发高容量、低电位的负极材料。所以负极材料同样决定着锂离子电池的性能，是影响锂离子电池性能的关键因素。目前广泛采用的负极材料是以石墨为主的各类碳材料，其理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合材料，其特征在于，包括内核复合材料和包覆在所述内核复合材料表面的软碳层；所述内核复合材料为碳纳米管/硅/石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料具有核壳结构；所述内核复合材料的粒径为35～40μm；所述软碳层的厚度为0.1～0.6μm；所述内核复合材料与所述软碳的质量比为1：(4～5)；所述碳纳米管与所述硅的质量比为1：(5～7)。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳纳米管与所述石墨烯的质量比为1：(4～6)；所述硅包括硅微米颗粒；所述石墨烯包括单层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯和石墨烯微片中的一种或多种；所述碳纳米管包括表面具有缺陷的碳纳米管；所述碳纳米管/硅/石墨烯复合材料中，硅微米颗粒附着在碳纳米管表面；所述内核复合材料具有粗糙的颗粒状堆积的表面形貌。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述碳纳米管/硅/石墨烯复合材料中，碳纳米管和硅微米颗粒复合在所述石墨烯片层的表面和/或石墨烯片层之间；所述碳纳米管/硅/石墨烯复合材料中，碳纳米管穿插交织在硅微米颗粒之间；所述碳纳米管/硅/石墨烯复合材料中，硅微米颗粒附着在碳纳米管表面的缺陷位置上；所述碳纳米管包括酸刻蚀后的碳纳米管；所述内核复合材料具有碳纳米管形成的绒毛状表面形貌；所述硅碳复合材料为硅碳复合负极材料。5.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述碳纳米管的直径为30～50nm；所述碳纳米管的长度为10～15μm；所述硅微米颗粒的粒径为5～10μm；所述石墨烯片层的片径为1～3μm；所述石墨烯片层的厚度为1～30nm；所述石墨烯为多孔状石墨烯。6.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将碳纳米管/硅复合材料和石墨烯溶液超声搅拌后，得到碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，鞠属元，李宏亮，
申请(专利权)人：山东海科创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：