【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，尤其涉及一种硅碳复合负极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着电动汽车、便携电子设备和可再生能源的不断发展，锂离子电池作为一种高能量密度、轻量化的电池技术，得到了广泛应用。在锂离子电池中，负极材料的性能直接关系到电池的能量密度、循环寿命和安全性。硅碳复合材料由于其高比容量和相对较低的价格，成为了研究的热点之一。
2、然而，硅碳复合材料在充放电过程中存在一个普遍的问题，即硅的体积膨胀和收缩。当锂离子嵌入硅结构中时，硅会发生体积膨胀，导致硅碳复合材料中的颗粒断裂，形成微观裂缝。而在锂离子脱嵌时，硅又发生体积收缩，导致颗粒之间的空隙扩大。这一体积效应会导致硅碳复合材料的力学破坏，发生死锂现象、使硅碳复合材料的电阻增加，最终影响电池的性能和使用寿命。
3、因此，现有技术还有待改进。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种硅碳复合负极材料及其制备方法与应用，旨在解决现有硅碳负极材料在充放电过程中由于硅的体积变化导致的电池性能降低和使用寿命缩短的问题。
2、本申请的技术方案如下：
3、本申请的第一方面，提供一种硅碳复合负极材料，包括：硅碳基材；包覆于所述硅碳基材表面的聚合物包覆层；其中，聚合物包括聚苯胺、聚咔唑、聚噻吩、聚吡咯、聚噻嗪、聚芳香胺中的至少一种。
4、可选地，所述聚合物包覆层完全包覆在所述硅碳基材表面。
5、本申请的第二方面，提供一种本申请提供的硅碳复合负极材料
6、提供原料和有机溶剂，所述原料包括苯胺、咔唑、噻吩、吡咯、噻嗪、芳香胺中的至少一种；
7、将所述原料与有机溶剂混合，得到溶液a；
8、将植酸溶液加入至所述溶液a中，搅拌混合，再加入所述硅碳基材，搅拌混合得到溶液b；
9、将引发剂加入到所述溶液b中，冷却处理，得到硅碳复合负极材料前体；
10、将所述硅碳复合负极材料前体清洗、干燥得到所述硅碳复合负极材料。
11、可选地，所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的至少一种。
12、可选地，所述引发剂包括过硫酸铵、过氧化氢、过氧化二异丙酮、硫酸铵铁、硫酸铜、碳酸氢铵中的至少一种。
13、可选地，所述冷却处理的时间为10~120min，所述冷却处理的温度为-5~5℃。
14、可选地，所述将所述硅碳复合负极材料前体清洗的步骤包括：将所述硅碳复合负极材料前体抽滤水洗，再使用去离子水清洗。
15、可选地，所述干燥的温度为50~80℃，所述干燥在真空条件下进行。
16、本申请的第三方面，提供一种负极，包括本申请中的硅碳复合负极材料。
17、本申请的第四方面，提供一种锂离子电池，包括外壳、电解质、正极和本申请提供的负极。
18、与现有技术相比，本申请具有如下优势：
19、本申请提供的硅碳复合负极材料包括硅碳基材和包覆于所述硅碳基材表面的聚合物包覆层，其中聚合物包括聚苯胺、聚咔唑、聚噻吩、聚吡咯、聚噻嗪、聚芳香胺中的至少一种，具有导电性。通过在硅碳基材表面引入导电的聚合物包覆层，第一，提高了硅碳复合负极材料的导电性，形成导电网络，有利于电子的传导，降低硅碳复合负极材料的电阻。第二，聚合物包覆层具有一定的柔韧性，有效缓解硅碳基材中的硅碳颗粒在锂离子嵌入/脱嵌循环过程中的体积膨胀和收缩，提高循环稳定性。第三，聚合物包覆层有助于维持硅碳基材的整体结构和稳定性，当使用硅碳复合负极材料制备锂离子电池时，能够提高锂离子在硅碳复合负极材料中的嵌入和脱嵌性能，进而减少锂离子电池的容量衰减。
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1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述聚合物包覆层完全包覆在所述硅碳基材表面。
3.一种权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
4.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵、过氧化氢、过氧化二异丙酮、硫酸铵铁、硫酸铜、碳酸氢铵中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述冷却处理的时间为10~120min，所述冷却处理的温度为-5~5℃。
7.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述将所述硅碳复合负极材料前体清洗的步骤包括：将所述硅碳复合负极材料前体抽滤水洗，再使用去离子水清洗。
8.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为50~80℃，所述干燥在真空条件下进行。
9.一种负极，其特征在于，
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括外壳、电解质、正极和权利要求9所述的负极。
...【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述聚合物包覆层完全包覆在所述硅碳基材表面。
3.一种权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
4.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵、过氧化氢、过氧化二异丙酮、硫酸铵铁、硫酸铜、碳酸氢铵中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：周旋，钟子扬，程俊，慈立杰，
申请(专利权)人：深圳索理德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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