[发明专利]一种电极材料及其制备方法及电池

说明书

本发明公开一种电极材料及其制备方法及电池，涉及电池技术领域，在保持电极材料较高的导电性能的同时，提高电极材料的循环稳定性。本发明电极材料的制备方法，包括：在硅材料表面包裹导电材料，获得导电材料‑硅复合材料；在所述导电材料‑硅复合材料的表面包裹碳材料，获得电极材料。本发明的电极材料的制备方法用于制备负极材料。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电极材料及其制备方法及电池。

背景技术

在硅/碳复合体系中，极大多数的硅材料是作为活性物质提供高的容量，而碳材料用来缓解硅的体积效应，同时也作为分散基质减少纳米硅的团聚，维持电极结构的稳定性以及提高整体复合材料的导电能力，并加快锂离子在复合材料中的传输速率。

现有硅碳材料作为电极材料应用于电池电极时，在充放电过程中，硅碳材料中的碳为硅材料提供的膨胀空间有限，锂离子反复脱嵌仍会使硅碳材料容易粉化破碎，硅材料之间以及硅材料与集流体之间失去电接触，导致材料的可逆容量急剧减小，循环性能迅速下降；并且硅是半导体材料，具有低的电导率，以硅基材料作为负极也降低了锂离子的传输速率。

发明内容

本发明提供一种电极材料及其制备方法及电池，在保持电极材料较高的导电性能的同时，提高电极材料的循环稳定性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种电极材料的制备方法，包括：在硅材料表面包裹导电材料，获得导电材料-硅复合材料；在所述导电材料-硅复合材料的表面包裹碳材料，获得电极材料。

可选地，所述在硅材料表面包裹导电材料，获得导电材料-硅复合材料包括：将硅材料、分散剂和导电材料混合在一起，获得第一预混物；将所述第一预混物焙烧，获得导电材料-硅复合材料。

可选地，所述将硅材料、分散剂和导电材料混合在一起，获得第一预混物包括：将硅材料分散液加入含有导电剂和分散剂的分散液，并混合均匀，获得第一预混溶液；将所述第一预混溶液进行喷雾造粒，获得第一预混物。

可选地，所述硅材料的质量分数为70％～85％，所述分散剂的质量分数为5％～20％，所述导电材料的质量分数为5％～15％。

可选地，所述将所述第一预混物焙烧，获得导电材料-硅复合材料包括：将所述第一预混物在惰性气氛、700～900℃的条件下焙烧2～5h，得到导电材料-硅复合材料。

可选地，所述在所述导电材料-硅复合材料的表面包裹碳材料，获得电极材料包括：将所述导电材料-硅复合材料和所述碳材料混合在一起，得到第二预混物；将所述第二预混物焙烧，获得电极材料。

可选地，所述将所述导电材料-硅复合材料和所述碳材料混合在一起，得到第二预混物包括：将所述碳材料加入含有导电材料-硅复合材料的分散液，并混合均匀，得到第二预混溶液；将所述第二预混溶液进行喷雾造粒，获得第二预混物。

可选地，以重量份数计：所述导电材料-硅复合材料为7～25份，所述碳材料为80～93份。

可选地，所述将所述第二预混物焙烧，获得电极材料包括：将所述第二预混物在惰性气氛、300～600℃下焙烧1～3h，得到电极材料。

可选地，所述分散剂为聚乙烯比咯烷酮、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三千段共聚物、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇中的一种或者多种。

可选地，所述导电材料为科琴黑、超导炭黑、乙炔黑、VGCF中的一种或多种。

可选地，所述碳材料为葡萄糖、蔗糖、淀粉、酚醛树脂、柠檬酸中的一种或者多种。