【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池负极用的高快充硅氧碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、锂电池作为一种重要的电池技术，在电动汽车、储能系统和消费电子等领域有着广泛的应用。随着电动汽车和便携电子设备等的快速发展，对电池能量密度和充电速度的要求越来越高。锂电池的寿命主要取决于电池材料的稳定性和循环寿命。未来锂电池将继续改进电池材料，以提高电池的寿命和稳定性，减少充电衰减和容量损失。
2、为了提高锂离子电池的能量密度，现有技术已经将石墨与氧化亚硅合并使用作为负极活性物质，在一定程度上提高了锂离子电池的倍率性能及循环性能。但是，硅氧材料本征电导率较低，其对锂电化学活性较差；硅氧负极材料的体积效应相比纯硅显著较低，但其依然显著体积效应带来的种种问题仍旧存在。设计新型产品结构、提高锂电池的倍率性能和循环性能是本领域人员不断研究的方向。
3、另外，现有的硅氧负极材料大都工艺过程复杂，生产成本高，限制了其大规模商业应用、阻碍了企业的发展。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的上述不足，一方面提供一种高快充硅氧碳复合材料，解决现有的锂电池的循环性能和倍率性能差的问题，另一方面提供一种高快充硅氧碳复合材料的简单的、低成本的制备方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、(1)先将氧化亚硅、石墨、碳纳米管加入融合机中融合
5、(2)将上一步骤得到的混合物加入流化床管式炉中，流化床管式炉内通入碳源气体和惰性气体的同时进行升温，以15～20℃/min的速率升温至预设温度后保持预设温度10～20min；所述流化床管式炉的初始温度为室温，所述预设温度为700～1100℃。
6、进一步的，所述氧化亚硅纯度不低于99.9％，所述石墨的纯度不低于99.9％。
7、进一步的，所述氧化亚硅的粒径d50为5μm，所述石墨的粒径d50为15μm，所述碳纳米管的直径为2.0μm、长度为10μm。
8、进一步的，所述油性树脂为残碳量12％～15％的酚醛树脂或密胺树脂的一种或两种。
9、进一步的，所述预设温度为950℃，预设温度保持15min。
10、进一步的，所述融合机的转速为200～600转/分钟，所述氧化亚硅与石墨的融合时长为5～10min。
11、进一步的，所述油性树脂加入到融合机中后的融合时长为5～10min。
12、进一步的，所述惰性气体为氩气、氮气、氦气中的一种或几种，所述碳源为甲烷、乙烯、乙炔中的一种或几种。
13、进一步的，通入的惰性气体和碳源气体的体积比为1：1。
14、本专利技术还提供一种高快充硅氧碳复合材料，其利用上述的高快充硅氧碳复合材料的制备方法制备而成，所述高快充硅氧碳复合材料包括：以氧化亚硅为内核且以硬碳、软碳、碳纳米管的混合物为包覆层的颗粒a以及以石墨为内核且以硬碳、软碳、碳纳米管的混合物为包覆层的颗粒b。
15、本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术提供了一种性能优异的锂电池负极用高快充硅氧碳复合材料且生产工艺简单成本低。
17、流化床管式炉中油性树脂热裂解形成硬碳、气态碳源热裂解形成软碳，同时油性树脂中混合有碳纳米管，实现软碳、硬碳以及碳纳米管三者混合形成碳包覆层，从而形成颗粒a和颗粒b。碳包覆过程一次完成，工艺非常简单、容易操作，极大的降低了生产成本。
18、氧化亚硅和石墨经包覆后优势互补，减小负极材料体积的膨胀，提高电池的倍率性能和循环性能。包覆的碳层能够降低了内核与电解液之间的副反应，软碳、硬碳和碳纳米管三者性能互补协同发挥作用，软碳缓冲氧化亚硅的体积膨胀、硬碳和碳纳米管使颗粒具有良好的导电导锂性能，碳纳米管还能在颗粒之间建立高度导电和持久的连接。本产品用于锂电池负极呈现优异的倍率性能和循环性能，满足市场对高性能电池的需求。
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1.一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅纯度不低于99.9％，所述石墨的纯度不低于99.9％。
3.根据权利要求1或2所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅的粒径D50为5μm，所述石墨的粒径D50为15μm，所述碳纳米管的直径为2.0μm、长度为10μm。
4.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述油性树脂为残碳量12％～15％的酚醛树脂或密胺树脂的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述预设温度为950℃，预设温度保持15min。
6.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述融合机的转速为200～600转/分钟，所述氧化亚硅与石墨的融合时长为5～10min。
7.根据权利要求1或6所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述油性树脂加入到融
8.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气、氮气、氦气中的一种或几种，所述碳源为甲烷、乙烯、乙炔中的一种或几种。
9.根据权利要求1或8所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，通入的惰性气体和碳源气体的体积比为1：1。
10.一种高快充硅氧碳复合材料，其特征在于，采用权利要求1至9中任意一项高快充硅氧碳复合材料的制备方法制备而成，所述高快充硅氧碳复合材料包括：以氧化亚硅为内核且以硬碳、软碳、碳纳米管的混合物为包覆层的颗粒A以及以石墨为内核且以硬碳、软碳、碳纳米管的混合物为包覆层的颗粒B。
...【技术特征摘要】
1.一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅纯度不低于99.9％，所述石墨的纯度不低于99.9％。
3.根据权利要求1或2所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅的粒径d50为5μm，所述石墨的粒径d50为15μm，所述碳纳米管的直径为2.0μm、长度为10μm。
4.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述油性树脂为残碳量12％～15％的酚醛树脂或密胺树脂的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述预设温度为950℃，预设温度保持15min。
6.根据权利要求1所述的一种高快充硅氧碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述融合机的转速...
【专利技术属性】
技术研发人员：王越，江小勇，李秀艳，王宏宇，
申请(专利权)人：山东天安华力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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