[发明专利]一种锂电池硅碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：用惰性气体将粗硅粉通过第一送粉器送入等离子喷涂系统中蒸发成硅蒸汽，并用惰性气体将石墨通过第二送粉器送入冷却釜，硅蒸汽进入冷却釜冷凝或附着沉积在石墨上，形成纳米硅粉与石墨混合物；接着，将纳米硅粉与石墨混合物输入CVD炉进行气相沉积碳包覆，然后送入融合机中与粘结剂进行融合后通过辊道窑高温碳化，即得到硅碳复合材料产品。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述粗硅粉为高纯单晶硅或多晶硅中的一种或两种的组合，粗硅粉中粒径d50为10-50μm。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为高纯氮气、氩气、氦气、氙气、氖气或氪气中任意一种或者至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述第一送粉器的进料量为1-10kg/h。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述等离子喷涂系统中输入惰性气体的压力为0.5-0.8mPa，输入氢气的压力为0.05-0.5 mPa。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述石墨为二次粒子天然石墨或人造石墨中的一种或多种；所述的石墨中粒径d50为10-20μm，所述第二送粉器的石墨进料量为10-200kg/h。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述CVD炉输入的包覆气气体为甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯或乙炔中任意一种或至少两种组合与氩气组成混合气，包覆温度为800-1200℃，包覆时间为2-20h。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为石油沥青、煤沥青和缩聚树脂中的一种或多种；粘结剂占混合物的质量百分比为3-30%；所述石油沥青和/或煤沥青为熔融的石油沥青和/或煤沥青；所述缩聚树脂为酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、糠醛树脂和聚酯树脂中的一种或多种；融合机转速为800-2800rpm；融合机融合时间为0.5-5h。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述辊道窑升温速率较佳的为0.5-20℃/min，辊道窑上限温度为900-1050℃。

10.一种锂电池硅碳复合材料，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的一种锂电池硅碳复合材料的制备方法制得。