[发明专利]一种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，其特征在于，所述硅碳复合负极材料为核壳结构，内核材料按照重量百分比包括硅氧化合物67.5～82.5wt％、导电剂7.5～12.375wt％、二氧化钛7.5～12.375wt％，余量为无定型碳；外壳材料按照重量百分比包括醋酸锂98～99wt％，余量为十二烷基苯磺酸钠；所述外壳的厚度为50～500nm；

上述硅碳复合负极材料的制备方法包括以下步骤：(1)将硅烷化合物、硅烷偶联剂添加到有机溶剂中，混合均匀后，再加入导电剂、二氧化钛，进行球磨，在氩气气氛下碳化，得到硅碳复合材料；

所述的硅烷化合物为三甲基溴硅烷、三乙基氯硅烷、二甲基氯硅烷、一苯基三氯硅烷、正辛基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二异丙基氯代硅烷和三甲基硅烷化重氮甲烷中的一种；

所述的硅烷偶联剂为γ～氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷中的一种；

所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、四氯化碳或二甲苯；

所述导电剂为碳纳米管、气相沉积碳纤维、超级炭黑和石墨烯中的一种；

(2)将醋酸锂溶解于溶剂中配制成浓度为1～10％的醋酸锂溶液，然后加入十二烷基苯磺酸钠、步骤(1)得到的硅碳复合材料以及蒸馏水，配制成为均一溶液，喷雾干燥，得到所述硅碳复合负极材料。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述的硅氧化合物为SiO_X，其中0.5≤X≤2。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硅烷化合物、硅烷偶联剂添加到有机溶剂中，混合均匀后，再加入导电剂、二氧化钛，进行球磨，在氩气气氛下碳化，得到硅碳复合材料；

所述的硅烷化合物为三甲基溴硅烷、三乙基氯硅烷、二甲基氯硅烷、一苯基三氯硅烷、正辛基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二异丙基氯代硅烷和三甲基硅烷化重氮甲烷中的一种；

所述的硅烷偶联剂为γ～氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷中的一种；

所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、四氯化碳或二甲苯；

所述导电剂为碳纳米管、气相沉积碳纤维、超级炭黑和石墨烯中的一种；

(2)将醋酸锂溶解于溶剂中配制成浓度为1～10％的醋酸锂溶液，然后加入十二烷基苯磺酸钠、步骤(1)得到的硅碳复合材料以及蒸馏水，配制成为均一溶液，喷雾干燥，得到所述硅碳复合负极材料。

4.根据权利要求3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，所述硅烷化合物：硅烷偶联剂：导电剂：二氧化钛：有机溶剂的重量比为10～30：1～5：1～5：1～5：100～500。

5.根据权利要求3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，所述碳化的温度为780～820℃，时间为6h。

6.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述溶剂为乙醇和水的混合溶液，乙醇与水的体积比为1:1。

7.根据权利要求3所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述醋酸锂、硅碳复合材料、十二烷基苯磺酸钠的重量比为1～3：100：0.5～2。