硅碳复合材料的制备方法、硅碳复合材料及二次电池技术

本发明专利技术涉及电池材料技术领域，公开了一种硅碳复合材料的制备方法、硅碳复合材料及二次电池。硅碳复合材料的制备方法包括步骤：将纳米硅粉和表面活性剂加入到溶剂中进行研磨得纳米硅浆料；将造孔剂加入到有机溶剂中得造孔剂溶液；将纳米硅浆料和造孔剂溶液混合后进行干燥得第一前驱体；将第一前驱体和碳源混合后进行高温热处理得第二前驱体；将第二前驱体进行碳包覆。本发明专利技术于制备过程中对材料进行预置造孔且形成多个碳包覆层，制备工艺环保且简单。制备方法中不使用酸蚀刻，可提高材料的性能且避免酸污染及增加量产化的成本。制得的硅碳复合材料能有效的缓解硅在脱嵌锂过程中产生的巨大体积效应，同时可保证材料结构的稳定性及提升材料的导电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料，尤其涉及硅碳复合材料的制备方法、硅碳复合材料及二次电池。

技术介绍

1、现阶段商用锂离子电池很难满足新能源汽车长续航能力的要求，因此开发高能量密度且高循环的电池产品需求已极其迫切。目前商业锂离子电池的负极材料主要是石墨，但是当前石墨比容量已接近其理论比容量，限制了锂离子电池能量的进一步提高。所以，较具潜力的下一代负极材料之一的硅材料受到众多关注，其有着理论比容量较高(4200mah/g)，放电平台合适等优点，但是其缺点也很明显，一是其电导率较低，二是脱嵌锂过程中会发生巨大体积膨胀(理论上可达到300％)。为了解决硅材料所存在的体积膨胀问题，业界对硅材料的改进主要有三个方向：(1)材料纳米化，例如制备纳米硅颗粒、纳米硅薄膜以及硅纳米管等；(2)材料表面包覆，其中最常用的就是碳包覆、氧化物包覆等；(3)硅复合材料，通过与其他材料进行复合，不仅缓解体积膨胀效应，也能提高材料的导电性能。虽然此类方法于一定程度上改善了硅材料的循环性能，但是其容量衰减依然明显，改性后的循环性能差。

2、如，业界有公开一种锂离子电池用硅负极材料的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米硅浆料和所述造孔剂溶液混合后调节固含量为10％至20％。

3.根据权利要求2所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，使用以下溶剂中的至少一种调节固含量：甲醇、乙醇、异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己烷、异庚烷、3,3-二甲基戊烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃和二甲基甲酰胺。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为醇溶性高分子聚合物。

5.根据权利要求1所述的硅碳复合...

【技术特征摘要】

1.硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米硅浆料和所述造孔剂溶液混合后调节固含量为10％至20％。

3.根据权利要求2所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，使用以下溶剂中的至少一种调节固含量：甲醇、乙醇、异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己烷、异庚烷、3,3-二甲基戊烷、n-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃和二甲基甲酰胺。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为醇溶性高分子聚合物。

5.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物包括甲醚化三聚氰胺树脂、丁醚化三聚氰胺树脂、甲醚化脲醛树脂、乙醇醚化脲醛树脂、丁醚化脲醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚乙烯吡咯烷酮、紫胶树脂和聚醋酸乙烯酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：余德馨，陈振宇，郑安华，傅儒生，仰韻霖，
申请(专利权)人：广东凯金新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：