一种硅碳负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硅碳负极材料及其制备方法，硅碳负极材料包括内核和碳包覆层，碳包覆层包覆于内核的表面，内核中分散有碳包覆纳米硅，碳包覆纳米硅包括由纳米硅颗粒通过粘结碳形成的二次颗粒。制备方法包括以下步骤：(1)纳米硅、有机粘结剂Ⅰ分散于有机溶剂中，形成浆料；(2)将浆料干燥，制备干燥粉料；(3)加入有机粘结剂Ⅱ，经包覆造粒制备得到包覆颗粒；(4)将包覆颗粒进行烧结碳化处理，得碳化颗粒；(5)对碳化颗粒表面包覆沥青，通过碳化处理，得硅碳负极材料。本发明专利技术可有效缓解硅碳应用过程中的膨胀问题，解决硅与石墨等碳材界面结合力，从而有效解决硅碳应用中存在的问题。而有效解决硅碳应用中存在的问题。而有效解决硅碳应用中存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳负极材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料
，尤其涉及一种硅碳负极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池发展至今，已被广泛应用于动力电池，数码3C和储能领域。商用锂离子电池以三元或磷酸铁锂作为正极材料，搭配传统的石墨负极材料，电芯单体能量密度可达140
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230Wh/kg。
[0003]新能源汽车、手机、平板等终端产品发展，对锂电池能量密度、续航有更高的需求，这将加快高容量负极材料的应用。更高的正极比容量、更高的负极比容量和更高的电池电压(以及更少的辅助组元)是高能量密度电池的理论实现路径。石墨作为传统负极材料，当前比容量达到350
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360mAh/g，已接近理论比容量372mAh/g，难以满足需求。硅作为新型负极材料，理论比容量远高于石墨(石墨10倍以上，达到4200mAh/g)，且对锂电压不高，有望成为高能量密度锂电池的下一代负极材料。
[0004]尽管硅相比石墨容量有很大优势，但其在应用过程中存在2个致命技术问题。嵌锂过程中明显本征体积变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括内核和碳包覆层，碳包覆层包覆于内核的表面，所述内核中分散有碳包覆纳米硅，所述碳包覆纳米硅包括由纳米硅颗粒通过粘结碳形成的二次颗粒。2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述内核中还分散有导电碳质颗粒。3.根据权利要求2所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述内核中的碳包覆纳米硅颗粒和导电碳质颗粒通过粘结碳层形成一整体。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述碳包覆纳米硅的粒径D50为0.5
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5um，所述纳米硅的粒径D50为20
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150nm；所述内核的粒径D50为5
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50um，所述碳包覆层的平均厚度为10
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100nm。5.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将纳米硅、有机粘结剂Ⅰ分散于有机溶剂中，形成浆料；(2)将所述浆料进行干燥，制备干燥粉料；(3)将所述干燥粉料与导电碳质颗粒混合均匀，得混合料；向所述混合料中加入有机粘结剂Ⅱ，经造粒制备得到包覆颗粒。(4)将经步骤(3)得到的包覆颗粒进行烧结碳化处理，得到碳化颗粒；(5)对所述碳化颗粒进行表面碳包覆处理，得到所述硅碳负极材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米硅的粒径D50为20
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150nm；所述有机粘结剂Ⅰ与纳米硅的质量比为1:(1
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50)；所述有机粘结剂Ⅰ为聚乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、酚醛树脂中的一种或几种；所述溶剂包括乙醇、N
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甲基吡咯烷酮中的至少一种。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤刚，彭青姣，罗磊，罗列科，杨乐之，涂飞跃，曹景超，刘云峰，封青阁，刘依卓子，覃事彪，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：