[发明专利]一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

步骤一、选取片状单粒子的石墨和硅颗粒，在高速分散机中混合2-10H，得到石墨/硅混合粉体；

步骤二、将石墨/硅混合粉体加入碳源前驱体质量百分含量为1-20％的溶液中，通过物理搅拌和超声分散5-20H，得到混合粉体悬浊液；

步骤三、将混合粉体悬浊液进行抽滤成型，得到直径为3-10mm、高度为3-10mm、高取向度的片状石墨/硅的层状堆叠固体；

步骤四、将层状堆叠固体置于温度为600-1200℃下进行高温碳化2-6H，得到被无定型碳均匀包覆的层状石墨/硅固体；

步骤五、将层状石墨/硅固体通过气流磨进行粉碎，得到D50为5-15μm的微米级层状石墨/硅复合物；

步骤六、以层状石墨/硅复合物的质量比为0.1-3％的碳纳米管和质量比为0.5-5％的硬炭前驱体为原料，通过化学气相沉积法在层状石墨/硅复合物表面束缚一层碳纳米管导电网络，最终得到具有层状结构的硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述片状单粒子的石墨颗粒的长度为5-15μm、宽度为3-10μm、厚度为1-3μm，所述片状单粒子的硅颗粒的长度为3-10μm、宽度为2-7μm、厚度为0.5-2μm，所述石墨颗粒与硅颗粒的质量比为50-100:1-20。

3.根据权利要求2所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述石墨颗粒与硅颗粒的质量比为50-100:5-10。

4.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤二中，所述碳源前驱体为沥青、聚乙二醇醚、邻苯二甲酸二乙酯、聚乙二醇、改性醇酸树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇、甲基纤维素、丁苯橡胶、聚甲基丙烯酸酯、蔗糖、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯和聚氧乙烯烷基铵中的一种或两种以上组合，所述溶液为去离子水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、异丙酮、正己烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃和醋酸乙酯中的一种或两种以上组合。

5.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤三中，所述抽滤成型的抽滤压力为-0.1Mpa到0.01Mpa。

6.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤四中，所述高温碳化为在惰性保护气体中进行，且惰性保护气体为氩气、氦气和氢氩混合气中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤五中，所述气流磨为流化床对喷式气流磨。

8.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤六中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种的组合，所述硬炭前驱体为聚乙二醇醚、邻苯二甲酸二乙酯、聚乙二醇、改性醇酸树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇、甲基纤维素、生物质中的一种或两种以上组合。

9.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤六中，最终得到的具有层状结构的硅碳负极材料，其粒度D50为5-15μm，且该硅碳负极材料中硅的质量百分比含量为5-40％。

10.根据权利要求1所述的一种具有层状结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤六中，最终得到的具有层状结构的硅碳负极材料，其粒度D50为7-12μm。