具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料及制备方法。硅碳负极材料包括内核和外壳；内核为硅基材料与碳材料的复合球体，复合球体的颗粒尺寸范围在1μm～50μm；其中，碳材料的原料为低残炭碳源，内核中具有低残炭碳源碳化后形成的孔隙；外壳为原位生长的洋葱碳层结构，洋葱碳层厚度为1nm～1000nm；硅碳负极材料的颗粒尺寸范围在1μm～100um。本发明专利技术内核中低残炭碳源碳化后形成的孔隙可以为硅基材料的膨胀提供缓冲空间，由完整洋葱碳层构成的外壳起到支撑作用，同时能够防止电解液与硅颗粒接触而形成大量SE I膜，且具有较小的比表面积和表面杂质，进一步减少了SE I膜的形成，极大提高了负极材料在循环过程中的稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料及制备方法。

技术介绍

[0002]硅或氧化亚硅作为锂离子电池负极材料具有极高的理论可逆容量，其中，硅材料更是高达4200mAh/g。但硅类负极材料在脱嵌锂过程中存在巨大的体积效应，在充放电过程中破坏负极颗粒结构，使其粉化失效，导致电池循环性下降。
[0003]目前对于硅基材料的改性工作不断进行。文献(H.Li,X.J.Hμang,L.Q.Chen,Z.G.Wμ,Y Liang,Electr Chem.and Solid
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State Lett.，2,547
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549(1999))记载，Li等人采用纳米级硅颗粒制备负极材料，可以减小体积效应，使硅基负极材料循环性能提高，并且保持了较高的可逆容量(1700mAh/g)。但该方法成本较高，纳米硅颗粒不易制得，因此业内还在不断寻求探索其他改进方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括内核和外壳；所述内核为硅基材料与碳材料的复合球体，所述复合球体的颗粒尺寸范围在1μm～50μm；其中，所述碳材料的原料为低残炭碳源，所述内核中具有所述低残炭碳源碳化后形成的孔隙；所述外壳为原位生长的洋葱碳层结构，洋葱碳层厚度为1nm～1000nm；所述硅碳负极材料的颗粒尺寸范围在1μm～100um。2.根据权利要求1所述的具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料，其特征在于，所述硅基材料包括：硅、氧化亚硅、改性氧化亚硅或无定型硅合金中的一种或多种；所述低残炭碳源在900℃下残炭率≤20％。3.根据权利要求2所述的具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料，其特征在于，所述低残炭碳源具体包括葡萄糖、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的一种或多种。4.一种上述权利要求1
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3任一所述的具有原位生长洋葱碳层结构的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将硅基材料与低残炭碳源按质量比1:0.1～1:10配比后，加入溶剂，搅拌至所述低残炭碳源溶解后进行超声处理，然后再进行喷雾造粒，得到平均粒径在1nm～30μm的喷雾颗粒；将含有硼和/或钙元素的化合物与高残炭聚合物进行混合球磨，得到平均粒径在1nm～500nm的球磨颗粒；将所述喷雾颗粒与所述球磨颗粒按质量比1:1～20:1混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉祥，罗飞，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：