[发明专利]一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，所述负极材料具有核壳结构，其核由纳米硅和热塑性树脂均相复合形成，其壳为气相沉积形成的碳包覆层；

所述纳米硅的粒径为5～300nm；

所述热塑性树脂的软化点＜200℃，残碳率＞40％；

所述碳包覆层的厚度为0.1～10μm；

第一步所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜中的至少一种；

其制备方法至少包括如下步骤：

第一步，将热塑性树脂和溶剂加入到高压蒸汽釜中，合上釜盖，拧紧螺栓，升温加压，使釜内溶液处于沸腾蒸汽状态；

第二步，将分散好的纳米硅的浆料通过高压泵导入蒸汽釜中，反应完成后，蒸干溶剂，降温降压得到负极材料前躯体；

第三步，将负极材料前驱体置于气相沉积炉中，通入保护性气体，再通入有机碳源气体进行气相沉积，得到核壳结构硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，负极材料中，纳米硅的质量百分比为10％～70％，热塑性树脂的质量百分比为1％～80％的，碳包覆层的质量百分比为10％～60％。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，所述负极材料的中值粒径为1～30μm，比表面积为1～20m²/g，所述负极材料的粉体压实密度为0.1～2.8g/cm³。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，第一步所述溶剂为呋喃、酰胺、醇和酮中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，第一步所述热塑性树脂和溶剂填入蒸汽釜的有效容积不超过50％；所述蒸汽釜内的压力为1～20MPa，温度为20～300℃。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，第二步所述纳米硅的粒径为5～300nm；第二步所述反应时间是2～10h，反应温度为50～300℃。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，第三步所述保护性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种；第三步所述有机碳源气体为甲烷、乙烷、乙炔、天然气、液化石油气中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅碳负极材料，其特征在于，第三步气相沉积过程升温速率为1.3～310℃/min，碳沉积温度为600～3900℃，有机碳源气体的流量为1～5L/min，气相沉积过程持续时间是1～8h。