[发明专利]一种硅碳负极前驱体材料、硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纳米硅粉、石墨和聚合物混合均匀，得到纳米硅石墨复合材料；

(2)对步骤(1)后的纳米硅石墨复合材料进行加压处理，得到紧实的纳米硅石墨复合块料；

(3)将步骤(2)后的纳米硅石墨复合块料在惰性气氛下进行碳化处理，得到所述硅碳负极前驱体材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加压处理的压力为10-500Mpa，时间为5-240min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，先将温度升至30-300℃并保温0.5-1.5h，再进行加压处理，加压处理的温度为30-300℃，压力为10-500Mpa，时间为5-240min。

4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述纳米硅粉的粒径为30-500nm，所述石墨的比表面积为5-50m²/g，粒径D50为3-30μm，所述纳米硅粉和石墨的质量比为1：0.5-10。

5.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物为酚醛树脂、环氧树脂、沥青、脂肪酸、聚乙二胺、聚吡咯、聚苯胺、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，所述聚合物的质量为纳米硅粉、石墨和聚合物三者总质量的0.5wt％-50wt％。

6.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混合过程具体为先将纳米硅粉加入有机溶剂中进行砂磨，然后采用边磨边加料的方式加入石墨，继续砂磨混合均匀，得到混合浆料；将混合浆料经喷雾造粒得到粒径D50为5-50μm的混合粒料，再将混合粒料加入聚合物中，混合均匀后去除溶剂，得到纳米硅石墨复合材料。

7.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述碳化处理包括一次碳化处理，其温度为500-900℃，时间为1-10h。

8.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述碳化处理包括两次碳化处理，其具体操作步骤为：将纳米硅石墨复合块料在惰性气氛下进行第一次碳化处理，得到一次碳化后的纳米硅石墨复合块料，将块料进行粉碎后再与含碳材料混合，进行第二次碳化处理，得到硅碳负极材料；其中第一次碳化处理的温度为500-800℃，时间为1-10h；第二次碳化处理的温度为800-1000℃，时间为1-10h；含碳材料为沥青。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的硅碳负极前驱体材料。

10.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料是采用权利要求9所述的硅碳负极前驱体材料和石墨掺混制备得到，石墨的质量为硅碳负极材料质量的70-90wt％。