本发明专利技术公开一种锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：将硅粉、粘结剂、造孔剂、溶剂按比例加入砂磨机研磨，得到硅浆料；再将得到的硅浆料干燥成粉，得到硅碳前驱体；最后，将得到的硅碳前驱体置于氮气气氛保护炉中进行烧结，粉碎筛分后得到硅碳负极材料。采用简单的三步法，实现造孔和包覆的一体化制备，通过此方法，造孔剂在硅粉的表面上进行充分的热分解造孔，实现初步的孔骨架，沥青流动在孔骨架表面包覆，形成内部多孔、表面包覆均匀密实的硅碳材料，碳化后形成的内部多孔可以有效地缓冲硅的体积膨胀，同时，表面密实的包覆层可以实现低比表面积，改善了界面，使得硅碳负极容量、首次效率、功率性能可以得到大幅提升。到大幅提升。
【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法
[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域技术，尤其是指一种锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法。
技术介绍
[0002]锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、工作温度宽、循环寿命长、无记忆效应、环境友好等特点，广泛应用于汽车、电动自行车等动力电池领域，电力电网、工业储能、家庭储能和通信储能等储能领域和智能手机、笔记本电脑、智能穿戴设备、移动电源等3C数码领域。
[0003]当前商业化的锂电池负极材料主要为改性天然石墨和人造石墨，尽管制备技术已相当成熟，但其理论比容量只有372mAh/g，难以满足市场对大容量锂离子电池的需求，因此当前在加大更高克容量的硅碳负极研发。尽管硅碳负极的容量很高，但是膨胀非常大，在满电状态下可以达到约300％的体积膨胀。如中国专利技术专利CN109659551A公开了一种低膨胀锂离子电池用硅负极材料的制备方法，制备方法为取纳米硅粉分散于超纯水中制备硅浆料；在硅浆料中加入苯二酚、甲醛、碳酸钠制备硅溶胶；硅溶胶成化得硅凝胶；硅凝胶老化、炭化得炭化料；炭化料进行粉碎、分级处理得硅碳复合材料A；采用中间相沥青对硅碳复合材料A进行浸渍、表面包覆得包覆料B；将包覆料B再炭化、过筛处理得到低膨胀锂离子电池用硅负极材料。该专利技术方法步骤复杂，多步进行热处理，能耗高，不利于产业化。
[0004]因此，有必要对现有低膨胀锂离子电池用硅负极材料的制备方法进行改进。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法，其工艺简单，能耗较低，从而进一步降低成本，便于推广应用，有利于产业化。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：
[0007]一种锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)混料：将硅粉、粘结剂、造孔剂、溶剂按照1：(0.05
‑
0.5)：(0.05
‑
0.1)：(0.5
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2.0)的质量比加入砂磨机研磨1
‑
5h，研磨速度为500
‑
2500r/min，得到硅浆料；
[0009](2)造粒：将步骤(1)得到的硅浆料通过喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥的进风温度为150
‑
300℃，出风温度为100
‑
150℃，恒流泵转度为50
‑
100r/min，得到硅碳前驱体；
[0010](3)碳化：将步骤(2)得到的硅碳前驱体置于氮气气氛保护炉中进行烧结，以2
‑
25℃/min的升温速率升至1100
‑
1500℃并保温6
‑
12小时，粉碎筛分后得到硅碳负极材料。
[0011]作为一种优选方案，所述步骤(1)中的硅粉D50＝20
‑
100nm，其形貌为球形。
[0012]作为一种优选方案，所述步骤(1)中的粘结剂为煤系沥青和油系沥青的一种或两者的混合物，其软化点为50
‑
200℃。
[0013]作为一种优选方案，所述步骤(1)中的造孔剂为碳酸氢铵、碳酸铵、乙二酸铵、硝酸
铵、磷酸铵、磷酸氢铵的一种或两种以上。
[0014]作为一种优选方案，所述步骤(1)中的溶剂为苯、甲苯、二甲苯的一种或两种以上。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
[0016]本专利技术采用简单的三步法，实现了造孔和包覆的一体化制备，通过此方法，造孔剂在硅粉的表面上进行充分的热分解造孔，实现初步的孔骨架，沥青流动在孔骨架表面包覆，形成内部多孔、表面包覆均匀密实的硅碳材料，碳化后形成的内部多孔可以有效地缓冲硅的体积膨胀，同时，表面密实的包覆层可以实现低比表面积，改善了界面，使得硅碳负极容量、首次效率、功率性能可以得到大幅提升。并且，本专利技术的工艺简单，操作简单，能耗较低，从而进一步降低成本，便于推广应用，有利于产业化。
[0017]为更清楚地阐述本专利技术的特征和功效，下面结合具体实施例来对本专利技术进行详细说明。
具体实施方式
[0018]本专利技术揭示一种锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)混料：将硅粉、粘结剂、造孔剂、溶剂按照1：(0.05
‑
0.5)：(0.05
‑
0.1)：(0.5
‑
2.0)的质量比加入砂磨机研磨1
‑
5h，研磨速度为500
‑
2500r/min，得到硅浆料；硅粉D50＝20
‑
100nm，其形貌为球形；粘结剂为煤系沥青和油系沥青的一种或两者的混合物，其软化点为50
‑
200℃；造孔剂为碳酸氢铵、碳酸铵、乙二酸铵、硝酸铵、磷酸铵、磷酸氢铵的一种或两种以上；溶剂为苯、甲苯、二甲苯的一种或两种以上。
[0020](2)造粒：将步骤(1)得到的硅浆料通过喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥的进风温度为150
‑
300℃，出风温度为100
‑
150℃，恒流泵转度为50
‑
100r/min，得到硅碳前驱体。
[0021](3)碳化：将步骤(2)得到的硅碳前驱体置于氮气气氛保护炉中进行烧结，以2
‑
25℃/min的升温速率升至1100
‑
1500℃并保温6
‑
12小时，粉碎筛分后得到硅碳负极材料。
[0022]下面以多个实施例对本专利技术作进一步详细说明：
[0023]实施例1
[0024](1)混料：将硅粉、粘结剂、造孔剂、溶剂按照1：0.05：0.05：0.5的质量比加入砂磨机研磨1h，研磨速度为500r/min，得到硅浆料；硅粉D50＝20
‑
100nm，其形貌为球形；粘结剂为煤系沥青，其软化点为50
‑
200℃；造孔剂为碳酸氢铵；溶剂为苯。
[0025](2)造粒：将步骤(1)得到的硅浆料通过喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥的进风温度为200℃，出风温度为120℃，恒流泵转度为80r/min，得到硅碳前驱体；
[0026](3)碳化：将步骤(2)得到的硅碳前驱体置于氮气气氛保护炉中进行烧结，以20℃/min的升温速率升至1200℃并保温8小时，粉碎筛分后得到硅碳负极材料。
[0027]实施例2
[0028](1)混料：将硅粉、粘结剂、造孔剂、溶剂按照1：0.5：0.1：2.0的质量比加入砂磨机研磨5h，研磨速度为2500r/min，得到硅浆料；硅粉D50＝20
‑
100nm，其形貌为球形；粘结剂为油系沥青，其软化点为50
‑
200℃；造孔剂为碳酸铵；溶剂为甲苯。
[0029](2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用低膨胀硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）混料：将硅粉、粘结剂、造孔剂、溶剂按照1：（0.05
‑
0.5）：（0.05
‑
0.1）：（0.5
‑
2.0）的质量比加入砂磨机研磨1
‑
5h，研磨速度为500
‑
2500r/min，得到硅浆料；（2）造粒：将步骤（1）得到的硅浆料通过喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥的进风温度为150
‑
300℃，出风温度为100
‑
150℃，恒流泵转度为50
‑
100 r/min，得到硅碳前驱体；（3）碳化：将步骤（2）得到的硅碳前驱体置于氮气气氛保护炉中进行烧结，以2
‑
25℃/min 的升温速率升至11...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宏芳，滕克军，白宇，赵东辉，周鹏伟，
申请(专利权)人：福建翔丰华新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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