硅碳复合负极材料及其制备方法技术

技术编号:44431038 阅读:20 留言:0更新日期:2025-02-28 18:43
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,具体涉及锂电池负极材料技术领域。该硅碳复合负极材料包括芯层、中间层和壳层。所述芯层的材质为改性石墨,所述中间层为硅碳复合层,所述壳层为碳包覆层。所述硅碳复合负极材料中,硅的占比为5~30wt%。所述硅碳复合负极材料在X射线衍射中存在Si衍射峰形和石墨衍射峰形。该硅碳复合负极材料不仅提升了电池的能量密度,还改善了循环性能,为开发下一代高性能锂离子电池提供了有力的技术支持,并且其设计与现有锂离子电池制造工艺兼容,有利于推动新型负极材料的商业化进程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池负极材料,尤其是涉及一种硅碳复合负极材料及其制备方法


技术介绍

1、锂离子电池作为现代能源存储技术的重要组成部分,其负极材料的选择对于电池性能有着决定性的影响。目前,石墨作为主流的负极材料,其理论容量为372 mah/g,但随着技术的发展,硅碳负极材料因其高储锂容量(理论容量高达3580 mah/g)而备受关注,有望成为下一代高能量密度锂离子电池的负极材料。

2、然而,硅负极在实际应用中面临一些挑战。首先,硅负极在嵌脱锂过程中的体积膨胀效应远大于石墨,这可能导致电池结构的不稳定。其次,锂离子电池体系的开发进度缓慢,以及电芯制备工艺的适配性不足,这些问题限制了硅碳负极材料的广泛应用。因此,目前市场上仍以石墨负极体系为主。

3、为了克服这些挑战,业界采用了物理混合的方式,将硅碳负极按不同比例混入石墨中,并通过常规匀浆策略制备电芯。但是,由于石墨和硅碳负极材料的表界面差异,以及负极匀浆工艺的稳定性问题,这种复合方式在规模化生产中容易导致石墨和硅碳分散不均匀,影响电芯的一致性与电芯制程效率。

4、此外,由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳复合负极材料,其特征在于,包括芯层、中间层和壳层;

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料,其特征在于,粒径为2~50μm;

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料,其特征在于,所述改性石墨包括羧基化石墨、羟基化石墨、氧化石墨和氨化石墨中的至少一种。

4.一种权利要求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,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,所述改性石墨颗粒的制备方法为:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述石墨包括人造石墨和/或天然石墨;

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【技术特征摘要】

1.一种硅碳复合负极材料,其特征在于,包括芯层、中间层和壳层;

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料,其特征在于,粒径为2~50μm;

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料,其特征在于,所述改性石墨包括羧基化石墨、羟基化石墨、氧化石墨和氨化石墨中的至少一种。

4.一种权利要求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,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,所述改性石墨颗粒的制备方法为:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述石墨包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵玉明陈鸿鑫李阁许迪新姚钧
申请(专利权)人:北京壹金新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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