一种硅碳复合微球的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种硅碳复合微球的制备方法及其作为锂离子电池负极材料的应用。本发明专利技术所提供的硅碳复合微球的制备方法，包括以下步骤：１）将含有硅源、碳源的溶液进行喷雾干燥，得到球形颗粒；其中，所述碳源为含碳的高分子聚合物；２）将所述球形颗粒在非氧化性气氛下进行烧结，得到所述硅碳复合微球。该制备方法简单易行，可大规模生产，实用化程度高，且得到的硅碳复合微球集成了硅碳复合材料及多孔材料的优点，改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的循环性差、库伦效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅碳复合微球的制备方法及其作为锂离子电池负极材料的应用。 
技术介绍
锂离子电池因其具有工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小等突出优点而成为移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源。为了满足使用要求，高容量、长寿命锂离子电池成为锂离子电池发展的一个重要研究方向。由于正极材料的比容量相对较低，容量的提升空间不大，故高容量锂离子电池的研制工作主要集中在负极材料。现有商业上使用的负极材料为碳材料，其理论比容量仅有372mAh/g，因此寻找替代碳的高容量负极材料成为一个重要的研究方向。 由于硅具有较高的理论比容量(4200mAh/g)和较低的嵌锂电位，且在地球中储量丰富、成本较低、对环境无害，是一种有发展前景的负极材料。然而在充放电过程中，硅的脱嵌锂过程伴随310％的体积变化，引起电极开裂和活性物质从集流体上脱落，结构逐渐破坏，在多次循环过程中容量不断下降。针对这一缺点，近年来主要通过以下几个方面来改善硅材料的循环性： 1、纳米硅材料 为了提高单质硅的循环性能，将硅纳米化可在一定程度上降低硅的体积变化，减小电极内部应力。尽管硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备硅碳复合微球的方法，包括以下步骤：１）将含有硅源、碳源的溶液进行喷雾干燥，得到颗粒；其中，所述碳源为含碳的高分子聚合物；２）将所述颗粒在非氧化性气氛下进行烧结，得到所述硅碳复合微球。

【技术特征摘要】
1.一种制备硅碳复合微球的方法，包括以下步骤：1)将含有硅源、碳源的溶液进行喷雾干燥，得到颗粒；其中，所述碳源为含碳的高分子聚合物；2)将所述颗粒在非氧化性气氛下进行烧结，得到所述硅碳复合微球。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述硅源选自下述至少一种：硅量子点、硅粉和一氧化硅。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述碳源为含碳的合成高分子聚合物和/或天然高分子聚合物；所述合成高分子聚合物优选为下述物质中的至少一种：酚醛树脂、聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯腈；所述天然高分子聚合物优选为下述物质中的至少一种：葡聚糖、淀粉、明胶、壳聚糖、羧甲基纤维素钠和海藻酸。4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述硅源与碳源的质量比为(0.1～20)∶(1～50)；所述溶液中硅源与...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉国，殷雅侠，万立骏，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]