[发明专利]一种锂离子电池用硅碳复合负极材料的制备方法有效

专利信息
申请号: 201510518591.6 申请日: 2015-08-21
公开(公告)号: CN105206801B 公开(公告)日: 2018-05-18
发明(设计)人: 周融;田占元;郭华军;范瑞娟;王志兴;冯皓;周玉;沈晓辉 申请(专利权)人: 中南大学;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
代理公司: 长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙) 43213 代理人: 马家骏
地址: 410000 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 锂离子电池 用硅碳 复合 负极 材料 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子电池用硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将片状石墨、聚合物溶液和纳米硅分散液混合均匀并干燥,然后在保护气氛下进行碳化处理;其中聚合物溶液为羧甲基纤维素钠水溶液、聚四氟乙烯分散液、聚丙烯酸酯乳浊液、聚丙烯酸溶液、海藻酸钠溶液中的一种或几种;

2)将沥青与球形石墨混合,经研磨后置于惰性保护气氛中进行热处理,热处理的温度为100~700℃,得到改性的球形石墨;

3)将粘结剂与步骤2)得到的改性球形石墨以及步骤1)碳化处理后的混合材料加入溶剂中并分散均匀,干燥,得到前驱体材料;改性球形石墨加入量为10~40重量份,步骤1)碳化处理后的混合材料加入量为50~80重量份,粘结剂的加入量以碳化后形成的残炭计为5~20重量份;所述粘结剂为沥青、柠檬酸、葡萄糖、酚醛树脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯中的一种或者几种;

4)将步骤3)得到的前驱体材料进行碳化处理,即得到所述硅碳复合负极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,聚合物溶液的固含量为1%~50%,聚合物溶液中的固体质量与纳米硅的质量比为1:10~10:1。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,沥青为煤沥青;煤沥青与球形石墨的质量比为1:1~1:20。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,片状石墨为鳞片石墨,片状石墨与纳米硅的质量比为15:1~1:5。

5.如权利要求1~4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,碳化处理温度为200℃~900℃,碳化处理的时间为1h~5h。

6.如权利要求1~4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中,碳化处理采用直接升温制或两段升温制;所述直接升温制为直接将温度升至450℃~850℃并保温2h~5h,所述两段升温制为先将温度升至200℃~500℃并保温1h~3h,再将温度升至700℃~900℃,保温2h~5h。

7.如权利要求1~4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、丙酮、四氢呋喃中的一种或者几种混合溶液。

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