一种采用复合多孔碳的低膨胀硅碳及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种采用复合多孔碳的低膨胀硅碳及其制备方法与应用，属于锂离子电池负极材料技术领域，该硅碳材料以复合多孔碳作为碳骨架，纳米硅附着于所述碳骨架的孔道中，且所述碳骨架颗粒外层包覆有碳包覆层；所述复合多孔碳包括树脂基多孔碳和小颗粒多孔碳，所述小颗粒多孔碳嵌在树脂基多孔碳中，且所述树脂基多孔碳的比表面积及孔容都小于小颗粒多孔碳。本发明专利技术示例的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，通过优化多孔碳的结构，解决了膨胀体积过大的问题，且该多孔碳来源于其他各种破碎分级后不要的小颗粒多孔碳，实现了废物利用，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池负极材料，特别是涉及一种采用复合多孔碳的低膨胀硅碳及其制备方法与应用。

技术介绍

1、在已知的锂离子电池负极中具有最高4200mah/g的理论比容量，被认定是下一代理想的负极候选材料。目前，仅充/放电体积变化量较小(＜30％)、低比容量(＜1000mah/g)的硅碳复合负极材料被逐渐应用到电动两/三轮、手机、平板等产品上；高比容量(＞1000mah/g)的硅碳复合负极材料在电动汽车、电动飞行器等电动工具上极具使用潜力。

2、目前的硅碳复合负极材料存在以下问题：

3、(1)体积膨胀大：多孔碳结构中的纳米硅在嵌锂过程中会导致其体积膨胀，使得材料整体也进行膨胀，体积变化率高于150％；

4、(2)多孔碳破碎分级会造成浪费：目前多孔碳无法直接制备成可以使用的尺寸粒径，需要经过一步破碎分级，这就造成多孔碳原料的浪费，使得多孔碳制备的新型硅碳的成本较高。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种采用复合多孔碳的低膨胀硅碳及其制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，该硅碳材料以复合多孔碳作为碳骨架，纳米硅附着于所述复合多孔碳的孔道中，且所述复合多孔碳颗粒外层包覆有碳包覆层；

2.根据权利要求1所述的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，所述低膨胀硅碳材料颗粒粒径的D50分布为5-10μm；碳质量分数含量为40-70％，硅质量分数含量为30-60％。

3.根据权利要求1所述的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，所述树脂基多孔碳的质量分数为10-50％，所述小颗粒多孔碳的质量分数为50-90％。

4.根据权利要求1所述的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，所述...

【技术特征摘要】

1.一种采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，该硅碳材料以复合多孔碳作为碳骨架，纳米硅附着于所述复合多孔碳的孔道中，且所述复合多孔碳颗粒外层包覆有碳包覆层；

2.根据权利要求1所述的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，所述低膨胀硅碳材料颗粒粒径的d50分布为5-10μm；碳质量分数含量为40-70％，硅质量分数含量为30-60％。

3.根据权利要求1所述的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，所述树脂基多孔碳的质量分数为10-50％，所述小颗粒多孔碳的质量分数为50-90％。

4.根据权利要求1所述的采用复合多孔碳的低膨胀硅碳，其特征在于，所述复合多孔碳中可加入碳纳米管、石墨烯、多层石墨、导电纤维中的一种或多种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，王翔，刘冬冬，
申请(专利权)人：山西物科金硅新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：