一种硅碳复合负极材料、负极和锂二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种硅碳复合负极材料、负极和锂二次电池，所述硅碳复合负极材料包括硅材料、无定形碳和导电碳材料；所述硅材料表面包覆有硅烷粘结剂，所述无定形碳与所述硅烷粘结剂键合，所述无定形碳和所述导电碳材料之间存在键合。使用该硅碳复合负极材料制成的负极能够保持恒定的孔隙率范围，从而提高电池的能量密度和循环寿命。密度和循环寿命。密度和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳复合负极材料、负极和锂二次电池


[0001]本专利技术涉及新能源
，涉及一种硅碳复合负极材料、负极和锂二次电池。

技术介绍

[0002]在锂离子电池中，充电过程中，锂离子从正极释放出来，移动并存储到负极中，放电过程中，锂离子从负极返回到正极中，在上述过程中发生电化学反应。然而，传统锂离子电池中负极材料石墨由于低比容量而限制了电池能量密度的提升。
[0003]硅材料是一种具有高比容量的负极材料，能够替代石墨在负极中应用，但是，由于硅在充放电过程中巨大的体积膨胀导致其循环寿命大幅下降，同时由于硅材料的电导率低导致其首效低，为了克服上述问题实现商业化，研发人员提出了很多改进方案，例如硅氧材料(SiOx)、硅合金、硅碳复合材料等。
[0004]近年来硅碳复合技术的发展趋势是采用硅纳米线技术，但价格昂贵，也有采用非晶硅作为涂层改性石墨的涂层复合技术，但在批量生产中还存在一些问题需要解决。
[0005]传统的硅碳复合材料在充放电过程中由于硅纳米粒子的体积膨胀导致碳材料与硅分离并在硅表面产生细小裂纹。碳材料的脱离降低了硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料包括硅材料、无定形碳和导电碳材料；所述硅材料表面包覆有硅烷粘结剂，所述无定形碳与所述硅烷粘结剂键合，所述无定形碳和所述导电碳材料之间存在键合。2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅材料的粒径D50为30nm
‑
70nm；优选地，所述硅烷粘结剂的分子中具有两个以上的官能团，所述官能团包含能够与无机材料化学键合的官能团、以及能够与有机材料化学键合的官能团；优选地，所述硅烷粘结剂选自3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨基丙基三甲氧基硅烷、2
‑
氨基乙基
‑3‑
氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和2
‑
氨基乙基
‑3‑
氨基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述无定形碳由可碳化材料经热处理转变而来；优选地，所述可碳化材料具有官能团，用于与硅烷粘结剂形成键合；优选地，所述可碳化材料中的官能团包括羧基和/或羟基；优选地，所述可碳化材料包括多巴胺、单糖和多糖中的至少一种；优选地，所述可碳化材料选自多巴胺、葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖和纤维素的至少一种；优选地，所述导电碳材料包括石墨烯、氧化石墨烯、还原石墨烯、还原氧化石墨烯、碳纳米管、碳纤维和炭黑中的至少一种；优选地，所述导电碳材料通过酯化反应与所述的无定形碳结合；优选地，所述负极材料中还包括其他碳基导电材料或金属纳米粉中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料具有孔隙。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述的硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔荣吉，马忠龙，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：