[发明专利]硅碳复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1) 将多孔碳材料、添加剂加至一有机溶剂中，得到第一混合物，其中所述添加剂为无机氟化物，所述无机氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化铝、氟化铜、氟化银、氟化钛、氟化砷中的至少一种；

(2) 向所述第一混合物加入锂盐，得到第二混合物；

(3) 向所述第二混合物加入纳米硅，分散后，再加入粘结剂，得到第三混合物，并对该第三混合物进行喷雾干燥，得到硅碳复合前驱体；以及

(4) 对所述硅碳复合前驱体进行碳化，得到硅碳复合负极材料，其中，该硅碳复合负极材料具有核壳结构，该硅碳复合负极材料包括内核部分和包覆于内核部分的外壳部分，其中内核部分为纳米硅，外壳部分为含多孔碳材料与锂盐的复合结构，所述外壳部分还包括所述无机氟化物。

2.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述多孔碳材料的制备方法如下：将0.1g~10g沥青溶于100mL~400mL无水四氯化碳；再加入3g~50g无水三氯化铝催化剂进行Friedel-Crafts 反应；最后将得到的固体物，进行炭化，得到多孔碳材料。

3.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、4-庚酮、二异丁基酮、环己酮、二乙醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃、1，2-二乙氧基乙烷、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、γ-丁内酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、二氯甲烷、三氯乙烯中的至少一种。

4.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述多孔碳材料、添加剂与有机溶剂的比例为：(10g~50g):(1g~5g):(100mL~500mL)。

5.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述粘结剂为四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚物，聚氯化乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二酸橡胶中的至少一种，所述纳米硅、粘结剂与步骤(1)多孔碳材料的比例为：(1g~5g):(0.5g~2g): (10g~50g)。

6.一种采用权利要求1-5任一项制备方法得到的硅碳复合负极材料，其特征在于，该硅碳复合负极材料具有核壳结构，该硅碳复合负极材料包括内核部分和包覆于内核部分的外壳部分，其中内核部分为纳米硅，外壳部分为含多孔碳材料与锂盐的复合结构，所述外壳部分还包括所述无机氟化物。

7.如权利要求6所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料的内核部分与外壳部分的厚度比为100：（10~20）。

8.如权利要求6所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述锂盐为无机锂盐，碳酸锂、氢氧化锂、偏铝酸锂、锆酸锂、硅酸锂、偏硅酸锂、硝酸锂、醋酸锂、硫酸锂、亚硫酸锂、磷酸锂、钼酸锂、磷酸氢二锂、氯化锂、高氯酸锂、氟化锂、四氯铝酸锂、偏硼酸锂中的至少一种。

9.如权利要求6所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述锂盐与所述多孔碳材料的质量比例为(1~5):(10~50)。