[发明专利]硅碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述锂离子电池负极材料为硅碳复合材料；所述硅碳复合材料包括纳米硅、石墨和碳酸锂，所述纳米硅、石墨和碳酸锂通过聚合物包覆后，经碳化得到硅碳复合材料，所述制备方法包括以下步骤：

S1、将石墨、碳酸锂、纳米硅混合得到碳酸锂/硅/石墨混合物；

S2、将所述碳酸锂/硅/石墨混合物分散到聚合物溶液中，在80℃油浴搅拌蒸干，然后在真空干燥箱内以80℃烘干得到前驱体材料；所述聚合物溶液中的聚合物为沥青；

S3、将所述前驱体材料置于通氩气的管式炉中，以5℃/min的升温速率从室温升到200℃，在200℃下保温2h，然后继续升温到900℃，并在900℃下保温6h，然后随炉冷却得到碳硅复合材料；

所述S1步骤具体为：

S1-1、将纳米硅和分散剂混合后，分散在溶剂中得到纳米硅分散液；所述分散剂为CTAB；

S1-2、将碳酸锂和石墨混合后，分散在溶剂中得到碳酸锂/石墨分散液；

S1-3、将所述纳米硅分散液滴加入碳酸锂/石墨分散液中，搅拌2h后以22±1kH频率超声处理40min，得到均一的分散液；将所述均一的分散液真空抽滤得到滤渣，将滤渣在真空干燥箱内以80℃烘干，在惰性气氛下以球料比30∶1、转速350r/min球磨1h得到碳酸锂包覆硅/石墨混合物。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述石墨、碳酸锂的质量比为5～20∶1；所述石墨和纳米硅的质量比为1∶10～100∶1；所述聚合物溶液的质量浓度为1％～50％。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述石墨为鳞片石墨；所述溶剂为去离子水、NMP、无水乙醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或者几种的混合溶液。

4.一种权利要求1～3中任一项所述制备方法制备得到的硅碳复合材料在制备锂离子电池中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：将所述硅碳复合材料与导电碳黑、聚偏氟乙烯混合后，加入N-甲基吡咯烷酮调成浆状物质；将所述浆状物质涂在铜箔上，真空干燥后冲压成锂片；将所述锂片与隔膜和电解液组装成锂离子电池。