【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种新颗粒复合材料，其包含与siox纳米颗粒(0.2≤x≤1.8)相关联并且被非石墨碳(例如通过化学气相沉积法(cvd)沉积的热解碳)层涂覆的石墨核颗粒。还包括用于制备此种颗粒的方法以及该新复合材料的用途和下游产品，特别是其在li-离子电池的负极中用作活性材料。
技术介绍
1、硅(si)由于其理论容量为3578mah/g(基于作为完全锂化相的li15si4)，是锂离子电池(lib)的下一代阳极材料之一。当用于移动能源应用时，主要缺点之一涉及电化学锂化和脱锂化过程中的大体积变化，从而导致硅颗粒破裂和硅降解。这又导致硅阳极的循环稳定性受限。解释硅负极循环受限的另一个问题与硅表面的反应性有关，该反应会导致较高的首次循环电荷损失和后续循环期间的电荷损失：由于在锂插入期间硅颗粒的体积膨胀和破裂，产生了新的反应性表面，其与电解质发生反应，从而在循环过程中消耗电解质以及电池中的锂。
2、通过减小硅粉末的尺寸、气态硅前体的化学气相沉积、硅合金中产生的纳米硅复合物、或者在形成硅和氧化锂的锂与硅氧化物的置换反应中在电池中原位形成硅，从...
【技术保护点】
1.一种颗粒复合材料，包含由非石墨碳层涂覆的与SiOX纳米颗粒相关联的石墨核颗粒，其中所述石墨核颗粒是球形天然石墨或合成石墨，X为0.2至1.8，其中所述非石墨碳层是通过化学气相沉积而沉积的热解碳，其中所述复合材料的特征在于粒度分布D90为1μm至40μm，所述SiOX纳米颗粒的特征在于粒度分布D50为15nm至100nm，以及其中所述SiOX纳米颗粒通过物理吸附到所述石墨核颗粒的表面而与所述石墨核颗粒的表面相关联。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料的特征还在于下列参数中的任一个：
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复...
【技术特征摘要】
1.一种颗粒复合材料，包含由非石墨碳层涂覆的与siox纳米颗粒相关联的石墨核颗粒，其中所述石墨核颗粒是球形天然石墨或合成石墨，x为0.2至1.8，其中所述非石墨碳层是通过化学气相沉积而沉积的热解碳，其中所述复合材料的特征在于粒度分布d90为1μm至40μm，所述siox纳米颗粒的特征在于粒度分布d50为15nm至100nm，以及其中所述siox纳米颗粒通过物理吸附到所述石墨核颗粒的表面而与所述石墨核颗粒的表面相关联。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料的特征还在于下列参数中的任一个：
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料的特征还在于：
4.根据权利要求1所述的复合材料，其中球形天然石墨核颗粒的最短轴和最长轴之间的平均纵横比为0.4至1.0，或者其中所述合成石墨的平均纵横比为0.1至0.6。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其中球形天然石墨核颗粒的最短轴和最长轴之间的平均纵横比为0.4至1.0，或者其中所述合成石墨的平均纵横比为0.2至0.3。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料的特征还在于下列参数中的任一个：
7.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料的特征还在于：
8.一种用于制备颗粒复合材料的方法，所述颗粒复合材料包含由非石墨碳层涂覆的与siox纳米颗粒相关联的石墨核颗粒，其中所述石墨核颗粒是球形天然石墨或合成石墨，x为0.2至1.8，其中所述非石墨碳层是通过化学气相沉积而沉积的热解碳，其中所述复合材料的特征在于粒度分布d90为1μm至40μm，所述siox纳米颗粒的特征在于粒度分布d50为15nm至100nm，以及其中所述siox纳米颗粒通过物理吸附到所述石墨核颗粒的表面而与所述石墨核颗粒的表面相关联；所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤a)包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中制备所述液体分散体在磨机中进行。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中所述干燥步骤通过喷雾干燥进行。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述涂覆步骤b)包括化学气相沉积(cvd)，以将热解碳层沉积在由步骤a)获得的石墨/siox复合颗粒上。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，cvd涂覆在流化床反应器、固定床炉或旋转炉中进行。
14.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述石墨碳颗粒选自球形天然或合成石墨。
15.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述siox纳米颗粒的特征在于：
16.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，
17.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，
18.根据权利要求8所述的方法，其中x为0.8至1.2。
19.根据权利要求9所述的方法，其中所述液体选自水、有机溶剂或它们的混合物。
20.根据权利要求10所述的方法，其中所述磨机为珠磨机或行星式磨机。
21.根据权利要求11所述的方法，其中所述喷雾干燥在喷雾干燥器、喷动床或流化床反应器中进行。
22.根据权利要求12所述的方法，其中所述涂覆是等离子增强cvd、低压cvd、大气压c...
【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔·斯帕尔，米哈尔·古拉斯，达夫梅野，滝博之，帕斯夸尔·佩雷斯，
申请(专利权)人：英默里斯石墨及活性炭瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：
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