一种多核型核壳结构硅碳复合负极材料及制备方法技术

一种多核型核壳结构硅碳复合负极材料及制备方法。包括：1.高弥散多核型多孔球的制备；2.高分散沥青悬浊液的制备；3.多核型核壳结构硅碳复合负极材料的制备：将步骤1中制得的多孔球加入步骤2中制得的高分散沥青悬浊液中，超声分散，再在强搅拌条件下加热蒸干溶剂，所得粉末颗粒转入保护性气氛中，先在低温段恒温使得沥青液体进入多孔球内部，加强硅源与导电炭网的粘结强度，并对硅源进行二次包覆及弥补步骤1中的包覆缺陷，提高硅的容量发挥率，再经高温热处理可得。本发明专利技术简单易行，实用化程度高，制备的硅碳复合材料具有可逆容量大、容量可设计、循环性能和大电流放电能力好、振实密度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池材料及其制备方法领域，涉及一种锂离子电池复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池以其比能量大、工作电压高、自放电率小、体积小、重量轻等优势广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车中。目前商业化的锂离子电池负极材料主要为石墨，但因其理论容量仅为372mAh.g_\大倍率充放电能力较低，低温性能差等原因，已不能满足锂离子电池应用领域对高能量密度电源的需求。因此，开发新型高比容量的锂离子电池负极材料极为迫切。作为锂离子充电电池的负极材料,娃一直备受关注。娃的理论容量为3579mAh/g,是已商业化的石墨的约10倍。由于具有低的嵌锂电位，低原子重量，高能量密度和在L1-Si合金中的高Li摩尔分数，较其它金属及材料有更高的稳定性而备受瞩目，另外，硅价格较便宜，而且环境友好，因此是新一代负极材料的有力候补。由于硅材料在锂离子嵌入、脱嵌循环过程中要经历严重的体积膨胀和收缩，造成材料结构的破坏和机械粉碎，从而导致电极循环性能的衰退，限制了其商业化应用。为了解决这些问题，目前主要通过将硅颗粒纳米化，硅与其它金属合金化，硅与惰性或活性基质复合是改善Si基负极材料循环性能的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多核型核壳结构硅碳复合负极材料，其特征在于，以硅源与炭负极材料为核弥散于有机热解碳骨架中，形成多核型多孔性的球形或类球形包覆颗粒，沥青热解碳均匀地填充并粘结于所述颗粒的孔内部，并对所述的颗粒外表面二次包覆形成复合负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种多核型核壳结构硅碳复合负极材料，其特征在于，以硅源与炭负极材料为核弥散于有机热解碳骨架中，形成多核型多孔性的球形或类球形包覆颗粒，浙青热解碳均匀地填充并粘结于所述颗粒的孔内部，并对所述的颗粒外表面二次包覆形成复合负极材料。2.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述的复合负极材料中硅源的质量含量为5 60%，有机热解碳、浙青热解碳和炭负极材料总质量含量为4(Γ95%。3.根据权利要求1所述的复合负极材料，其特征在于，所述的炭负极材料为0.05飞μ m石墨、中间相碳微球、碳纤维、碳纳米管中的一种或几种；所述硅源为0.03 2μπι硅粉或氧化硅粉中的至少一种；所述氧化硅粉为SiOx, O < X < 2 ;有机热解碳包括酚醛树脂、脲醛树月旨、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、聚乙烯、聚偏氟乙烯、过氯乙烯、聚乙烯醇、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸中的一种或多种；所述的浙青为煤浙青或石油浙青。4.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述的复合负极材料粒径为1.5 50 μ m05.一种多核型核壳结构硅碳复合负极 材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)多核型多孔性的球形或类球形包覆颗粒的制备:将有机热解碳溶于溶剂中，加入硅源、一种或 多种炭负极材料和分散剂分散均匀，通过喷雾干燥制得复合材料前驱体，所得前驱体转入保护性气氛中，经烧结得到所述包覆颗粒； (2)浙青悬浊液的制备:将浙青进行预破碎后，加入乙醇球磨，球磨所得浆料配成乙醇或水的悬浊液，超声分散后，得到浙青悬浊液，固含量为f20g/100mL ； (3)多核型核壳结构娃碳复合负极材料的制备:将步骤(I)中制得的包覆颗粒加入步骤(2)中制得的浙青悬浊液中，超声分散，再在强搅拌条件下加热蒸干溶剂，得到浙青均匀粘附在多孔颗粒的孔内部及表面的粉末，所得粉末颗粒转入保护性气氛中经热处理得到多核型核壳结构硅碳复合负极材料；所述的热处理分为两...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华军，黄思林，李新海，王志兴，苏明如，甘雷，胡启阳，彭文杰，张云河，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：