[发明专利]一种用于锂离子电池负极的硅碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂离子电池负极的硅碳复合材料，其特征在于，该材料是由裂解碳、纳米或微米硅及石墨形成的三维多孔结构，该结构中包含硅碳合金；该材料是通过将纳米或微米硅和石墨分散在有机碳前驱体中，经热处理原位复合而成。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳合金是在热处理过程中，在纳米或微米硅与石墨、裂解碳结合部位形成的。

3.根据权利要求1或2所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米或微米硅的平均粒径D50为50～2000nm。

4.根据权利要求3所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米或微米硅为颗粒状、线状、管状或片状。

5.一种权利要求1所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将裂解碳的有机碳前驱体溶于水或有机溶剂中；

(2)将纳米或微米硅和石墨分散于步骤(1)的溶液中，经过搅拌、超声或搅拌配合超声，然后干燥，得到前驱体材料；

(3)将步骤(2)得到的前驱体材料，在保护性气氛下，升温到500～1000℃焙烧，保温时间为1～10小时，冷却，得到硅碳复合材料。

6.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机碳前驱体为酚醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、葡萄糖、沥青中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、丙酮、环己烷中的一种或几种的组合。

8.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨为天然鳞片石墨、微晶石墨、球形天然石墨、人造石墨或中间相炭微球中的一种或几种的组合。

9.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的干燥方法为直接干燥、耙式干燥、冷冻干燥或喷雾干燥中的一种或几种的组合。

10.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述保护性气氛为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气中的一种或几种的组合。

11.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的焙烧温度为600～950℃。

12.根据权利要求5所述的用于锂离子电池负极的硅碳复合材料的制备方法，所述步骤(3)中采用阶段升温的方法，低温阶段的焙烧温度为600～700℃，高温阶段的焙烧温度为800～900℃。