【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硅氧碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、锂电池负极主要由碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成，涂抹于铜箔的两侧，后经干燥、滚压等工序加工完成。在锂电池充放电过程中，受电极电压作用，正极中的锂离子发生“嵌入”和“脱嵌”电化学反应，负极作为载体负责储存并释放锂离子并使电流从外电路通过。成本约占锂电池制造成本8％左右。
2、现有常规负极材料以石墨为主，石墨作为负极材料存在诸多问题：①石墨与电解液的相容性较差，电解液溶剂分子与li+共嵌导致体积膨胀，片层之间滑落、剥离等，溶剂分子占据li+位置；②石墨层间结合力是范德华力，结合力较小，在li+反复嵌入过程中容易坍塌；③倍率性能差，石墨化度越高，层间距越小，li+扩散较慢；④对于比表较大的石墨，形成更多的sei膜，造成不可逆容量损失。
3、在石墨中掺杂硅材料能够有效提高锂电池的性能。
4、硅氧负极采用氧化亚硅(siox)和石墨材料混合。siox相比si材料，siox材料在嵌锂过程中的体积膨胀大大减小(siox嵌锂过程中体积膨胀118％左右，硅则为300％以上)，其循环性能得到较大提升。硅氧负极材料的实际应用依旧面临诸多挑战，主要包括以下几点：①硅氧材料本征电导率较低，其对锂电化学活性较差；②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。③由于首次循环中硅氧材料体相内会不可逆地形成li2o和硅酸锂，因而造成硅氧负极的初始库仑效率(ice)相对较低。④生
5、综上可知，受到石墨和氧化亚硅这两种材料性能的制约，硅氧负极在高倍率电池中的应用受到限制。现有技术为了改善上述问题，对氧化亚硅进行改性后与石墨混合，或者将氧化亚硅和石墨分别改性处理，这样处理尽管起到了提高锂电池的循环性能的效果，但是大都工艺过程复杂，生产成本高，限制了企业的发展，因此，以更低的成本制造高性能产品成为企业亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的上述不足，提供一种硅氧碳复合材料的简单的制备方法以降低产品成本，且该方法制造出的硅氧碳复合材料具有优异的循环性能和倍率性能。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种硅氧碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)先将氧化亚硅与石墨加入融合机中融合，再将油性树脂喷淋入融合机中进行混合；氧化亚硅与石墨的重量比为1:3～4，油性树脂的重量为氧化亚硅和石墨的重量之和的3％～5％；所述氧化亚硅的粒径d50为3.0～5.0μm，石墨的粒径d50为12.0～15.0μm；
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600～1100℃。
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。
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、本专利技术还提供了一种采用上述硅氧碳复合材料的制备方法制备而成的硅氧碳复合材料，所述硅氧碳复合材料包括：以氧化亚硅为内核、以硬碳和软碳的混合物为包覆层的颗粒a以及以石墨为内核、以硬碳和软碳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、1、本专利技术提供了一种性能优异锂电池负极用硅氧碳复合材料。油性树脂热裂解形成硬碳、烃类气态碳源热裂解形成软碳，油性树脂和气态碳源同时在流化床管式炉中热裂解，从而形成软碳硬碳混合物包覆在内核外部。颗粒a和颗粒b两种颗粒混合后体积膨胀小、能量密度高，其中，包覆碳层中的硬碳和软碳混合协同效应，该碳层能够降低了内核与电解液之间的副反应，且可以构建锂离子传输的快速通道，有利于锂离子的快速嵌入和脱嵌，提升倍率性能。本产品用于锂电池负极呈现优异的倍率性能和循环性能。
17、2、本专利技术的油性树脂和气态碳源同时在流化床管式炉中热裂解，从而形成软碳硬碳混合物包覆在内核外部，工艺简单，本专利技术具有工序少、生产周期短、操作简单，原料易得、污染物排放少等优点，适用于规模化生产，而且制造出的产品具有优异的倍率性能和循环性能，产品性能好、成本低，极具市场竞争力。
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1.一种硅氧碳锂离子电池负极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。
4.根据权利要求1所述的一种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合机中后的融合时长为5～10min。
8.根据权利要求1所述的一
9.根据权利要求1或8所述的一种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中任意一项硅氧碳复合材料的制备方法制备而成，所述硅氧碳复合材料包括：以氧化亚硅为内核、以硬碳和软碳的混合物为包覆层的颗粒A以及以石墨为内核、以硬碳和软碳的混合物为包覆层的颗粒B。
...【技术特征摘要】
1.一种硅氧碳锂离子电池负极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。
4.根据权利要求1所述的一种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20...
【专利技术属性】
技术研发人员：李喆杨，刘祥生，唐子仪，韩跃，仇振宇，
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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