一种硅碳复合负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种硅碳复合负极材料及其制备方法和应用。所述硅碳复合负极材料由内至外依次包括第一多孔硬碳内核、第二多孔硬碳层和碳包覆层；所述第一多孔硬碳内核的孔隙中和第二多孔硬碳层的孔隙中均含有硅材料；所述第二多孔硬碳层中含有碳类纤维晶须。本发明专利技术提供的硅碳复合负极材料结构，结构强度高，且有效地避免了硅材料在制片辊压中颗粒裂纹的发生，提升了负极材料在制片过程中的抗开裂性能，减缓了容量衰减，提高了电池寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池，涉及一种硅碳复合负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、硅(si)因其高的丰富度和超高的理论容量(3579mah/g)而被认为是下一代高能量密度锂离子电池(libs)最有前途的负极材料之一(vs石墨，372mah/g理论容量)。

2、但是，在硅的锂化和去锂化过程中，其显著的体积变化(300％)会导致结构破坏和锂传输路径的劣化，并最终导致容量随循环而大幅衰减，这对电池电极的稳定运行构成了严峻挑战。

3、通过沉积方式将硅烷裂解分散沉积于碳孔隙中得到的沉积型硅碳，能分散承担体积变化，避免颗粒结构断裂，提高硅负极的机械完整性。但是沉积型硅碳结构容易在电池制片中被压破裂，更容易导致在锂化和去锂化过程中，新暴露的硅表面会与电解质反应并形成sei，并且还会导致快速的容量衰减，从而导致较差的性能。如cn110311125a涉及一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法，所述负极材料为核壳结构，核为多孔隙石墨和纳米硅，石墨的孔隙由强碱侵蚀而成，纳米硅通过cvd沉积生长在石墨的孔隙中，壳为有机裂解碳层。再如cn1134714本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料由内至外依次包括第一多孔硬碳内核、第二多孔硬碳层和碳包覆层；所述第一多孔硬碳内核的孔隙中和第二多孔硬碳层的孔隙中均含有硅材料；所述第二多孔硬碳层中含有碳类纤维晶须。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述第一多孔硬碳内核的Dv50为0.02～25μm；

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述碳类纤维晶须的表面还修饰有极性基团，所述极性基团包括羟基基团和/或羧基基团；

4.一种如权利要求1-3任一项所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料由内至外依次包括第一多孔硬碳内核、第二多孔硬碳层和碳包覆层；所述第一多孔硬碳内核的孔隙中和第二多孔硬碳层的孔隙中均含有硅材料；所述第二多孔硬碳层中含有碳类纤维晶须。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述第一多孔硬碳内核的dv50为0.02～25μm；

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述碳类纤维晶须的表面还修饰有极性基团，所述极性基团包括羟基基团和/或羧基基团；

4.一种如权利要求1-3任一项所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，对碳化后的物质进行水热处理；所述水热处理的温度为60～95℃，水热处理的时间为1～3h；

6.根据权利要求4所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，钟应声，韩定宏，徐晓晴，张一恒，江柯成，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：