碳硅负极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种碳硅负极材料及其制备方法和锂离子电池。该碳硅负极材料的制备方法包括如下步骤：S1、将混合物依次进行干燥、炭化处理，得到多孔碳材料；混合物包括模板剂、含硼化合物、碳源材料；模板剂、含硼化合物、碳源材料的质量比为(5‑30):(0.1‑10):100；混合物的固含量为5％‑80％；S2、将多孔碳材料依次进行硅沉积、碳包覆，得到碳硅负极材料。本发明专利技术通过工艺的设计，使硅能进行靶向沉积，有效抑制碳硅负极材料中硅的体积膨胀，使得含有该负极材料的锂离子电池具有较好的电学性能；并且本发明专利技术制备方法的硅沉积过程中的硅利用率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳硅负极材料及其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

1、在现有研究的负极材料中，硅基材料具有极高的理论容量，被认为是最具应用前景的锂离子电池负极材料之一。然而，在锂离子电池的实际运行过程中，大量锂离子的嵌入与脱出会造成硅基材料巨大的体积变化，该材料的体积会膨胀300％左右，造成结构坍塌以及活性物质集流体脱离的问题，从而失去电化学接触，导致电池容量迅速衰退，进而导致循环容量不佳。目前，科研人员研究的重点是使用氧化亚硅代替单晶硅负极，其原因在于：氧化亚硅的理论体积形变为150％，仅为单晶硅负极的一半。

2、鉴于此，针对抑制体积膨胀的锂电池多孔碳硅负极材料及制备方法的研究具有重要意义。然而，现有碳硅负极材料的制备方法依然存在以下不足：

3、在制备碳硅负极材料时，一般是通过硅烷等气体通过气相沉积的方式进行碳-硅嵌合；但是，硅等杂原子的分散效果较差，其会分散地分布在碳源中，且不易在多孔碳内部孔隙进行沉积，从而会沉积在多孔碳表面或孔隙外部，导致硅在多孔碳内沉积不均匀，无法有效抑制硅的体积膨胀；而且，硅烷气体需要在较高温度下进行分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，所述模板剂、所述含硼化合物、所述碳源材料的质量比为(5-20):(0.1-5):100，较佳地为(5-10):(0.1-1):100；

3.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述多孔碳材料的球形度为60％-99％；

4.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述模板剂包括无纺布材料和/或嵌段聚合物；

5.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，步...

【技术特征摘要】

1.一种碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，所述模板剂、所述含硼化合物、所述碳源材料的质量比为(5-20):(0.1-5):100，较佳地为(5-10):(0.1-1):100；

3.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述多孔碳材料的球形度为60％-99％；

4.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述模板剂包括无纺布材料和/或嵌段聚合物；

5.如权利要求1所述的碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1满足以下条件中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，胡鹏飞，李昊，李波，田璆璐，
申请(专利权)人：上海杉杉新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：