[发明专利]一种核壳结构硅碳负极材料

说明书

本发明属于电极材料领域，尤其涉及一种核壳结构硅碳负极材料。所述负极材料为碳包覆硅碳复合颗粒所形成的核壳结构，其制备方法为：配制聚氧乙烯‑b‑聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的混合溶液，向混合溶液加入硅油、羧基硅油、氨基硅油、端乙烯基硅油和光引发剂，混匀后涂板热干燥，干燥后辐照交联，交联后热处理得到硅碳复合颗粒，将硅碳复合颗粒置于含碳源的有机溶液中，得到分散液，对分散液进行焦化和烧结固化，即得到负极材料。本发明所得负极材料具有高的比容量；具有非常优异的循环性能；能够有效避免负极材料的粉化等问题发生。

技术领域

本发明属于电极材料领域，尤其涉及一种核壳结构硅碳负极材料。

背景技术

随着能源环保意识的逐渐加强，近年来新能源汽车得到了长足的发展。其中，电动汽车是主要方向之一。而在电动汽车的动力电池中，锂离子电池占据了非常重要的地位。

目前市面上锂离子动力电池的负极，其负极材料主要是石墨。

如申请号为201210092946.6的中国发明专利公开了一种锂离子电池负极材料的制备方法，该锂离子电池负极材料通过将石墨碳材料置于等离子体处理装置中进行处理获得。本发明还提供了一种锂离子电池负极及锂离子电池。所获得的锂离子电池负极材料，对电解液具有良好的浸润性。由该锂离子电池负极材料制得的锂离子电池负极的浸润性也得到相应的改善。从而保证在锂离子电池负极的压实密度更高的条件下负极对电解液的浸润程度，达到提高锂离子电池负极石墨碳材料的单位体积填充量，并进而提高锂离子电池能量密度的目的。

但是，采用石墨作为主要的负极材料，存在容量较低的问题，而硅是一种具有极高理论电容量的材料，其理论比容量可达到4200 mAh/g，还具备低钳锂电位的特点，因此在锂离子电池的发展中，硅也占据十分重要的地位。而在现有的硅碳复合负极材料中，由于硅的体积膨胀率极高，导致负极材料容易发生粉化、脱落等问题，导致负极材料的容量和循环性能在使用过程中会产生快速的下降。如公开号为CN101931076A的中国发明专利公开了一种硅碳复合颗粒的制备方法及其作为锂离子电池负极材料的应用，该硅碳复合颗粒采用静电喷雾的方式制备含有高分子聚合物碳源和硅源的球形颗粒，随后通过非氧化性气氛烧结得到硅碳复合颗粒。所获得的硅碳复合颗粒改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料使用时存在的循环性差和库伦效率低的问题，但是在实际使用中，仍存在循环性较差的问题。

发明内容

为解决现有的硅基负极材料存在的循环性能差，硅基材料中硅的体积膨胀大容易导致负极材料粉化坍塌，且实际容量较低等问题，本发明提供了一种核壳结构硅碳负极材料。

本发明的目的在于：

一、提高硅基负极材料的循环性能；

二、提高负极材料的容量；

三、提高负极材料的结构稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种核壳结构硅碳负极材料，

所述负极材料为碳包覆硅碳复合颗粒所形成的核壳结构，其制备方法为：

配制聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的混合溶液，向混合溶液加入硅油、羧基硅油、氨基硅油、端乙烯基硅油和光引发剂，混匀后涂板热干燥，干燥后辐照交联，交联后热处理得到硅碳复合颗粒，将硅碳复合颗粒置于含碳源的有机溶液中，得到分散液，对分散液进行焦化和烧结固化，即得到负极材料。