[发明专利]硅碳负极材料的制备方法及采用该方法制备得到的硅碳负极材料

权利要求书

1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤步骤1，配制含有石墨烯的包覆层浆料，喷雾进入包覆室，并使得形成的颗粒带有电荷，且每个颗粒的带电量为Q1；

步骤2，将核结构组分喷入包覆室，并使得其表面带有与步骤1所述颗粒相反的电荷，且每个颗粒的带电量为Q2；

步骤3，包覆反应：调节包覆室内的气流，使得步骤1的颗粒均匀的包覆于步骤2所述的核结构表面；

步骤4，进行后处理得到成品硅碳颗粒；

所述核结构中包含硅基负极材料。

2.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述的石墨烯包括非官能团化石墨烯和/或官能团化石墨烯；步骤2所述核结构为一次颗粒结构或二次颗粒结构。

3.一种权利要求2所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述官能团化石墨烯中的官能团为羧基、羟基、环氧基、羰基、硝基、氨基中的至少一种；所述硅基负极材料包括硅单质或/和硅氧化物；所述核结构中还包含非硅基负极材料，所述非硅基负极材料包括天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、石油焦、碳纤维、碳酸锂、非硅合金负极材料中的至少一种。

4.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述包覆层浆料中还包含传统包覆层原料或/和聚合物单体。

5.一种权利要求4所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述传统包覆层原料为酚醛树脂、密胺树脂、过氯乙烯、沥青、聚乙烯、硬脂酸、PVC、聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米氧化铜、纳米氧化镁、纳米氧化钛、纳米氧化铝、纳米石墨、石墨片中的至少一种；所述聚合物单体包括甲基丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、正丙烯酸己酯、2-丙烯酸环己酯、丙烯酸十二酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇丙烯酸酯、双-三羟基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。

6.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，Q2≥2*Q1。

7.一种权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，Q2≥10*Q1。

8.一种权利要求2所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，当步骤1所述石墨烯为官能团化石墨烯时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物进行还原处理，促使石墨烯片层之间官能团进行交联反应，形成紧密连接的包覆层结构，之后进行热处理提高包覆层的导电率最终得到成品硅碳负极材料。

9.一种权利要求4所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，当步骤1所述的包覆层浆料中含有聚合物单体时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物，置于含有引发剂的环境中，促使单体聚合，将包覆层紧密的粘接在一起，之后碳化即得到成品硅碳负极材料。

10.一种权利要求1所述的硅碳负极材料制备方法制备得到的硅碳负极材料，包括核结构和壳结构，所述壳结构均匀包覆于所述核结构的表面，其特征在于，所述壳结构的厚度为h，且h≤100nm。