[发明专利]多次混合包覆高压实密度硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多次混合包覆高压实密度硅碳负极材料，其特征是：

硅碳负极材料包括：一次颗粒和二次颗粒，所述一次颗粒为多孔硅碳材料，多孔硅均匀分散在炭材料内，在多孔硅和炭材料的表面包覆一层厚度3-50nm的热解碳包覆层，其中多孔硅占一次颗粒质量5-50%，炭材料占一次颗粒质量20-30%，热解碳占一次颗粒质量20-75%；所述二次颗粒为一次颗粒与石墨均匀分散在热解碳中形成的团聚体，其团聚体粒径为5-100μm ，硅碳负极材料的总碳含量质量分数为80-90％，压实密度为1.1-1.7g/cm³ ；

所述炭材料为木质炭、椰壳炭、石墨烯、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、Super P、气相沉积碳纤维中的一种或几种的组合。

2.根据权利要求1所述多次混合包覆高压实密度硅碳负极材料，其特征是：所述一次颗粒中热解碳的碳源为蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、柠檬酸、酚醛树脂、羟甲基纤维素钠、聚乙烯吡络烷酮、抗坏血酸、壳聚糖、海藻酸钠、聚苯胺、聚噻吩、聚丙烯腈的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述多次混合包覆高压实密度硅碳负极材料，其特征是：所述石墨为鳞片石墨或球形石墨；制备二次颗粒的过程中所采用的热解碳碳源为木沥青、煤沥青、石油沥青、酚醛树脂、葡萄糖、羟甲基纤维素钠、聚乙烯吡络烷酮的一种或几种组合。

4.一种权利要求1-3任一项所述硅碳负极材料的制备方法，其特征是：按照如下步骤制备得到：

（1）将原料硅粉和金属粉在高能球磨机下湿法球磨，所述球磨机转速为400-700r/min，得到均匀混合的浆料，蒸干溶剂后在非氧化性气氛下高温煅烧得到合金化的硅粉；

（2）将步骤（1）所得的合金化的硅粉研磨过筛，加入到热解碳碳源中，搅拌转速为300-1000r/min搅拌条件下加入炭材料，干燥，在非氧化气氛下煅烧得到固体粉末；

（3）将步骤（2）得到的固体粉末加入到浓酸溶液中，搅拌一定时间后抽滤，烘干后得到一次颗粒；

（4）将步骤（3）所得的一次颗粒研磨过筛；然后将热解碳碳源加入反应釜中，反应釜内转速为300-700r/min，加热熔融后，加入一次颗粒、石墨得到固体粉末；固体粉末混合均匀后在非氧化性氛围下高温煅烧，降至室温后得到二次颗粒；

步骤（1）中原料硅粉粒径为20nm-2μm，步骤（3）中浓酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、高氯酸中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求4所述硅碳负极材料的制备方法，其特征是：所述金属粉为镁粉、铝粉、钙粉、锌粉、铜粉、铁粉、镍粉、钴粉、锰粉中的一种。

6.根据权利要求4所述硅碳负极材料的制备方法，其特征是：步骤（1）、（2）、（4）中的煅烧温度为700-1000℃，升温速度为0.5-10℃/min，保温时间为7-15h。