锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法和所得产品技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法和所得产品，属于电池材料技术领域。本发明专利技术提供的锂离子电池用硅碳负极材料的制备方法一方面通过剥离和恢复石墨层状结构的方式将SiOx材料引入到石墨的片层之间，可提高硅基材料的负载；第二方面将石墨烯引入到复合材料内部，解决了硅基材料导电性差的问题并且可以极大的提高电极材料的倍率性能；第三方面利用沥青在多孔材料中的吸附特性和高温收缩特性，获得具有类石墨结构的硅碳复合负极材料，其具有循环性能优良、倍率性能优良的优势。优势。优势。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法和所得产品


[0001]本专利技术属于电池材料
，尤其涉及到一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法和所得产品。

技术介绍

[0002]传统的商业化锂离子电池负极材料石墨由于理论比容量较低(372mAh/g)，倍率性能不佳，放电电压较低易造成锂沉积而引起一系列的安全问题。硅基材料采用合金化反应过程来存储能量，具有超高的理论比容量，4200mAh/g。然而，硅基材料在充放电过程中体积变化可达300％，且导电性差，使硅颗粒破碎、粉化，不能形成稳固的SEI膜，经过几次循环，容量衰减严重。因此需要导电性优异且能容纳硅体积变化的碳材料复合，才能大幅提高能量密度和循环稳定性。但是，目前主要通过在石墨表面负载硅基材料制备含硅的石墨复合物，由于石墨的比表面积通常小于5m2/g，因此在石墨表面难以负载大量的硅基材料，导致含硅的石墨复合物容量较低，而高硅负载量(>15％)的石墨复合物循环性能较差。因此，如何提供一种具有较高的硅负载量、且倍率性能和循环性能优异的硅碳负极材料是本领域研究的当务之急。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂离子电池用硅碳负极材料的制备方法，其特性在于，包括以下步骤：将石墨球磨得到预剥离石墨，将预剥离石墨分散于含有分散剂的弱酸性溶液中，得到第一混合液；将SiOx分散于氧化石墨烯溶液中，超声搅拌分散，得到第二混合液；在强力搅拌下，将第二混合液缓慢加入到第一混合液中，得到第三混合液；将第三混合液离心分离，并将分离所得固体加入乳化沥青中，得到SiOx/C水凝胶，干燥处理后，得到SiOx/C复合材料；将SiOx/C复合材料在气氛保护下，于700
‑
1200℃下高温热还原处理1
‑
5h，得到硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所述石墨选自人造石墨、膨胀石墨和鳞片石墨中的至少一种；所述分散剂选自聚丙烯腈、聚丙烯酸、葡萄糖、蔗糖、壳聚糖、淀粉、海藻酸钠和聚乙二醇中的至少一种；所得第一混合液中预剥离石墨的质量为1％
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10％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所加入的SiOx和氧化石墨烯的摩尔比为(10
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1):1；所加入的第二混合液与第一混合液的质量比为(0.2
‑
1):1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所述乳化沥青中的沥青选自石油沥青、煤沥青和天然沥青中的至少一种，其中，所述煤沥青包括煤沥青的中温沥青、高温沥青、特高温沥青和改性沥青中的至少一种；所述乳化沥青占所得固体质量的10％
‑
50％。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周景艳，苏凯民，鞠署元，王明华，
申请(专利权)人：山东海科创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：