[发明专利]一种硅碳复合材料、锂离子电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅碳复合材料的制备方法，其包括下述步骤：

（1）将硅粉和氧化亚硅粉混合均匀后，再与含有有机碳源分散剂的溶液混合，进行湿法球磨，得浆料；

（2）将所述浆料、石墨和导电剂混合均匀，进行喷雾干燥，得类球状颗粒，所述石墨为人造石墨和/或中间相石墨；

（3）将所述类球状颗粒与沥青混合，在惰性气氛下进行包覆处理，得包覆后物料；

（4）将所述包覆后物料进行炭化处理，即得；

其中，所述硅粉的用量为5-15%，所述氧化亚硅粉的用量为3-10%，所述石墨的用量为45-75%，所述沥青的用量为5-40%；所述百分比为相对于所述硅粉、氧化亚硅粉、石墨和沥青的总重量的重量百分比；

所述有机碳源分散剂的用量为所述硅粉、氧化亚硅粉和石墨总重量的0.1-2%，所述导电剂的用量为所述硅粉、氧化亚硅粉和石墨总重量的0.1-2%。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的有机碳源分散剂为羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯醇；和/或，所述溶液的溶剂为水；和/或，所述溶剂的用量为使所述浆料中的固含量为10-20wt%。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述湿法球磨为将硅粉和氧化亚硅粉球磨至D₅₀粒径为50-500nm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述石墨的D₅₀粒径为1-10μm；和/或，步骤（2）中，所述的导电剂为碳纳米管和/或纳米碳纤维；和/或，步骤（2）中，所述喷雾干燥在喷雾干燥机或喷雾干燥设备中进行。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述碳纳米管的直径为50-120nm，所述碳纳米管的径向长度为5-20μm；和/或，所述纳米碳纤维的直径为50-150nm，所述纳米碳纤维的径向长度为3-15μm；和/或，所述喷雾干燥机或喷雾干燥设备的进口温度为220-270℃；所述喷雾干燥机或喷雾干燥设备的出口温度为90-120℃；所述喷雾干燥机或喷雾干燥设备的供料泵频率为10-20Hz；所述喷雾干燥机或喷雾干燥设备的雾化盘频率为250-300Hz。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的沥青为煤沥青和/或石油沥青；所述沥青的软化点为100-250℃；和/或，步骤（3）中，所述包覆处理在包覆釜中进行；所述包覆处理的温度为200-500℃；所述包覆处理的时间为4-10小时；和/或，步骤（4）中，所述炭化处理的温度为700-1100℃；所述炭化处理的时间为4-8小时。

7.如权利要求1-6所述的制备方法，其特征在于，所述硅粉的用量为5-10%，所述氧化亚硅粉的用量为3-5%，所述石墨的用量为60-75%，所述沥青的用量为10-30%；所述百分比为相对于所述硅粉、氧化亚硅粉、石墨和沥青的总重量的重量百分比。

8.一种由如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的硅碳复合材料。

9.如权利要求8所述的硅碳复合材料作为锂离子电池负极材料负极的用途。

10.一种锂离子电池，其特征在于，其以如权利要求8所述的硅碳复合材料作为负极材料。