一种复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料包括二次颗粒及碳包覆层，所述二次颗粒包括一次颗粒和导电碳材料，所述一次颗粒为氧化亚硅破碎过程中产生的尾粉和金属颗粒。本发明专利技术对氧化亚硅破碎过程中产生的尾粉进行了开发，提高了氧化亚硅的综合利用价值，并降低了成本。本发明专利技术所述复合材料的结构内部细粉颗粒直接由导电碳材料相连，这种类似包埋结构的二次颗粒内部具有一定孔隙可容纳氧化亚硅体积膨胀，此外，二次颗粒的导电性能大幅提高。性能大幅提高。性能大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为电能转化和储存的重要器件之一，具有能量密度高、工作 电位窗口宽、循环稳定性好、安全性高、环境友好等优点。为实现这一目标， 下一代锂离子电池采用高容量的硅基负极材料来替代传统的石墨材料。
[0003]目前，已有少部分厂家实现了硅碳材料的商业化，在石墨中添加5％～10％ 的硅材料，其容量可达450mAh/g，且各项电化学性能可以满足市场要求。为了 满足电池系统更高的能量密度，迫切地需要更高比容量的硅负极材料，而且需 要兼具高首效和长循环的性能。氧化亚硅是一种应用较早的硅负极材料，其结 构可以理解为纳米硅晶粒均匀分散于无定形二氧化硅中，这种天然均匀分散的 结构有利于抑制体积膨胀，而且氧化亚硅嵌锂后会生成氧化锂和锂的硅酸盐， 虽然一定程度上降低了可逆容量，但锂和锂的硅酸盐也可充当缓冲介质进一步 抑制体积膨胀。
[0004]目前，氧化亚硅的制备方法大都为将Si和SiO2真空条件下反应，冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括二次颗粒及碳包覆层，所述二次颗粒包括一次颗粒和导电碳材料，所述一次颗粒为掺杂金属颗粒的氧化亚硅尾粉，所述氧化亚硅尾粉粒径小于1μm。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的金属颗粒包括：Mg、Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、B、Al以及Co中的任意一种或至少两种的组合，优选为Mg。3.如权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述的导电碳材料包括：无定形碳、石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑或石墨中的任意一种或至少两种的组合。4.如权利要求1-3任一项所述复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：(1)将氧化亚硅尾粉和金属颗粒置于真空升温装置，抽真空升温后进行掺杂，得到一次颗粒；(2)将步骤(1)所述的一次颗粒与导电碳材料混合造粒，形成二次颗粒；(3)对步骤(2)所述的二次颗粒进行表面碳包覆，得到所述的复合材料。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的氧化亚硅尾粉为氧化亚硅破碎后得到的细粉；优选地，所述氧化亚硅尾粉的粒径为10～500nm；优选地，所述金属和氧化亚硅尾粉的质量比为1：(5～10)。6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的真空升温装置包括真空炉；优选地，所述升温的温度为300～800℃，优选为550～750...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，王志勇，
申请(专利权)人：湖南中科星城石墨有限公司，
类型：发明
国别省市：