一种碳硅复合材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池技术

本公开涉及一种碳硅复合材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池。包括以下步骤：S1、将硅源与有机溶剂混合，进行破碎处理，得到纳米硅浆液；S2、将纳米硅浆液与第一碳源接触，进行一次原位包覆反应，得到初级包覆纳米硅浆液，第一碳源包括有机酸；S3、将初级包覆纳米硅浆液与第二碳源接触，进行二次原位包覆反应，得到二级包覆纳米硅浆液，第二碳源包括有机胺；S4、将二级包覆纳米硅浆液与可碳化的粘结剂和第三碳源接触，进行三次原位包覆反应，得到碳硅复合材料前驱体，第三碳源包括石墨类碳源；S5、将碳硅复合材料前驱体在惰性气氛下进行焙烧处理。制备得到首次库伦效率高、循环稳定的碳硅复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及锂离子电池，具体地，涉及一种碳硅复合材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池。

技术介绍

1、锂离子电池因具有比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、自放电率低、快速充电、无污染、工作温度范围宽和安全可靠等优点，已成为现代通讯、便携式电子产品和混合动力汽车等的理想化学电源。目前商业化的负极材料是石墨，理论比容量为372mah·g-1，已经不能满足高能量密度电池的需求，因此需要开发高容量的负极活性材料。

2、硅以其理论比容量高(4200ma h g-1)，工作电压低等特点引起人们的广泛研究，且其在地壳中储量丰富，成本低、环境友好，是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一，但是硅在充放电过程中产生巨大的体积膨胀收缩(体积变化率接近300％)会引起硅的粉化和结构破坏，导致电池材料间及其与集流体的接触分离，致使其容量迅速衰减，严重影响了电池的循环性能和使用寿命。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种碳硅复合材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池，通过包括硅纳米化、硅碳复合的方法制备首次库伦效率高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅源为单质硅粉体；可选地，所述单质硅粉体包括单晶硅和/或多晶硅；可选地，所述单质硅粉体的颗粒粒径范围为1μm～10μm；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述的破碎处理的方式包括砂磨机械化破碎处理；优选地，所述砂磨机械化破碎处理的条件包括：在惰性气氛下在砂磨机进行砂磨，砂磨机转速为2000r/min～2500r/min，砂磨时间为4～50h，优选为6～20h；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，...

【技术特征摘要】

1.一种制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述硅源为单质硅粉体；可选地，所述单质硅粉体包括单晶硅和/或多晶硅；可选地，所述单质硅粉体的颗粒粒径范围为1μm～10μm；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述的破碎处理的方式包括砂磨机械化破碎处理；优选地，所述砂磨机械化破碎处理的条件包括：在惰性气氛下在砂磨机进行砂磨，砂磨机转速为2000r/min～2500r/min，砂磨时间为4～50h，优选为6～20h；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述第一碳源与所述硅源的重量比为1：0.2～5，优选为1：0.5～5；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述一次原位包覆反应的条件包括：反应温度为15℃～60℃，反应时间为0.25h～4h；优选地，反应温度为20℃～30℃，反应时间为0.5h～2h；可选地，搅拌速率为200r/min～600r/min，优选为300r/min～450r/min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述第二碳源与所述第一碳源的重量比为0.1～2：1，优选为0.3～1.2：1，进一步优选为0.4～1：1；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述二次原位包覆反应的条件包括：反应温度为15℃～60℃，反应时间为0.25h～4h；优选地，反应温度为20℃～30℃，反应时间为0.5h～2h；可选地，搅拌速率为200r/min～600r/min，优选为300r/min～450r/min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中，所述可碳化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟国，凌露露，涂志强，侯果林，荣峻峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：