[发明专利]二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明揭示一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法。上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料包含碳基材、复数个奈米硅、以及修饰层。上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料的制备方法借由将奈米硅嵌入碳基材的表面孔隙、与修饰层的包覆，可提升电池调浆时的均匀性与负极材料的渗液性，进而可达到有效提升电池的循环性能与稳定性的效果。

技术领域

本发明是关于一种碳基材电池负极材料，特别是关于一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法。

背景技术

新能源电池的发展在很大的程度上取决于高性能正、负极材料的开发与应用。以负极材料为例，习知技艺者已经发现，使用经过造粒制程来形成的电池负极材料可大幅提升电池寿命，增加产品的充放电次数。习知技艺中使用天然或人造石墨来作为电极材料时，为了降低初期的不可逆电容量与提升电池的循环寿命，通常需要先以沥青类芳烃化合物材料来进行表面改质。

习知技艺中常见的负极造粒制程，是先以高温熔融方式来混合焦碳与沥青，然后再依序经过碳化、石墨化等程序来完成。

为了进一步提升负极材料的性能，习知技艺中常会在上述制程的一开始即添加氧化硅于石墨。图1为一习知技艺的碳基材电池负极材料示意图。在碳基材负极材料100中，所添加的氧化硅140可以是借由沥青160来沾附于石墨120的表面上，如图1所示。然而，在添加氧化硅140之后，因为氧化硅140与石墨120间的结合力不足，在电池调浆时，氧化硅140自石墨120脱落，将影响后续应用时电池调浆的均匀性。另一方面，在电池充放电时，氧化硅140的体积变化，也会造成氧化硅140从石墨120的表面脱落，进而影响电池的回圈稳定性。上述现象都会使得使用习知技艺的负极材料的电池无法发挥其应有的效能。

有鉴于此，开发可在有效地提升电池负极材料的性能时，同时兼顾负极材料的渗液性、电池调浆的均匀性、与提升电池回圈的稳定性的碳基材电池负极材料及其制备方法，是一项相当值得产业重视且可有效提升产业竞争力的课题。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，为了符合产业上的要求，本发明提供一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法，上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法，不仅制程简易，更具有可大幅提升电池调浆时的均匀性与负极材料的渗液性，更好的是，上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法可有效提升电池的回圈稳定性，进而可有效提升产业竞争力的效果。

本发明所采用的技术手段如下所述。

本发明的一目的在于提供一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法，借由将奈米硅嵌入于碳基材表面的孔隙，以降低因为奈米硅脱落而降低电池调浆时的均匀性。

本发明的另一目的在于提供一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法，借由使用表面孔隙嵌有奈米硅的碳基材来进行造粒，以提升电池应用时的渗液性。

本发明的再一目的在于提供一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法，借由使用修饰层来包覆表面孔隙嵌有奈米硅的碳基材，使得在上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料可进一步预防奈米硅从碳基材脱落，进而降低因为奈米硅脱落而降低电池调浆时的均匀性与提升电池应用时的渗液性。

本发明的又一目的在于提供一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料及其制备方法，借由使用修饰层来包覆表面孔隙嵌有奈米硅的碳基材，使得上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料可在电池应用时提供充分缓冲能力来因应奈米硅因充放电而产生的体积变化，进而达到提升电池的回圈稳定性的效果。

本发明的又一目的在于提供一种二次造粒的硅碳基材电池负极材料的制备方法，借由使用可改变温度的回转炉，使得上述二次造粒的硅碳基材电池负极材料的制备方法可在回转炉中完成二次造粒，进而达到简化制程的效果。