硅基负极材料及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，提供了一种硅基负极材料及其制备方法、锂离子电池，该硅基负极材料外层具有特殊结构的碳包覆层，所述碳包覆层结构来自于可溶性有机碳源，可溶性有机碳源的分子结构中富含有芳香族碳环和脂肪族碳结构，同时附有相连的含氧或含氮基团，芳香族碳含量不低于总碳含量的10wt％，芳香族碳含量与脂肪族碳含量比值大于1，所述碳包覆层的质量占硅基负极材料质量的百分比为0.01～30wt％。本发明专利技术所形成的特殊碳包覆层相比其他类型的碳包覆层可以有效地容纳硅基材料的体积膨胀，而不会破坏碳结构层，所形成的碳导电网络能够保证硅基材料在充放电过程中的电化学活性，从而大大提高锂离子电池的质量和性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
硅基负极材料及其制备方法、锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种硅基负极材料、一种硅基负极材料的制备方法和一种锂离子电池。

技术介绍

[0002]石墨作为锂离子电池的负极材料，其比容量有限(372mAh/g)，限制其作为负极材料的发展。
[0003]硅负极材料因其高理论比容量(4200mAh/g)，低嵌锂电位(约0.4V)，成为最有前途的锂离子电池负极材料。然而，硅基负极材料较差的循环稳定性严重影响其商业化进程，这主要是因为硅在嵌锂过程中伴随着约高达400％的体积膨胀，这种体积变化导致硅颗粒失去与电极的接触，导致循环效率低，容量损失快，阻碍了其在锂离子电池中的应用。对硅进行碳材料包覆，是改善硅基材料导电性，提高库伦效率最有效的方法之一。
[0004]碳包覆硅基材料是硅基复合材料的一种常规形式。现有技术主要通过以下方法制备硅和碳的复合材料：气相CVD直接沉积碳包覆硅材料，或沥青融化包覆硅材料包覆后热处理形成碳包覆结构，或利用常用可溶性小分子有机物、高聚物以及石墨烯溶液直接液相包覆后热处理形成碳包覆结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基负极材料，其特征在于外层具有特殊结构的碳包覆层，所述碳包覆层结构来自于可溶性有机碳源，可溶性有机碳源的分子结构中富含有芳香族碳环和脂肪族碳结构，同时附有相连的含氧或含氮基团，芳香族碳含量不低于总碳含量的10wt％，芳香族碳含量与脂肪族碳含量比值大于1，所述碳包覆层的质量占硅基负极材料质量的百分比为0.01～30wt％。2.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述碳包覆层的拉曼光谱显示出D峰(1300cm
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1左右的碳特征峰)强度小于G峰强度(1580cm
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1左右的碳特征峰)，同时D峰和G峰的面积比范围为0.1～0.99。3.如权利要求2所述的硅基负极材料，其特征在于，所述可溶性有机碳源可溶于极性溶剂中，所述极性溶剂为水、甲醇，乙醇、异丙醇、正丁醇、甘油、丙二醇、丙酮、氯仿中的一种或多种。4.如权利要求3所述的硅基负极材料，其特征在于，所述可溶性有机碳源为蒽醌
‑
2,6
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二磺酸盐、木质素磺酸盐、黄腐酸、褐腐酸、棕腐酸、黑腐酸、腐殖酸、单宁酸、苦杏仁酸、咖啡酸、β
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苯丙酸中、肉桂酸甲酯、褪黑色素中的一种或多种。5.如权利要求4所述的硅基负极材料，其特征在于，所述碳包覆层所使用的碳源成分通过与碳纳米管的相互作用力，使碳纳米管均匀分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟星华，龚健，董浩聪，孙姣丽，曹锦超，林贤清，李翠丽，任春雷，傅强，吴鑫娣，
申请(专利权)人：常州硅源新能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：