[发明专利]一种锂离子电池用硅碳复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用硅碳复合材料及其制备方法，属于锂离子电池领域。其特征在于采用羧甲基纤维素钠为粘结剂，利用液相包覆技术进行硅碳复合，同时通过喷雾干燥技术干燥造粒，制备成粒度均匀、性能优异的锂离子电池用硅碳复合材料。本发明的优点是：1、采用硅碳复合技术制备锂离子电池复合材料，容量比传统石墨负极材料高，达到500mAh/g以上，能满足日益发展锂离子电池市场的需要；2、采用羧甲基纤维素作为粘结剂，能有效包覆粘结硅碳材料，防止硅在充放电过程中引起的粉化现象，有效提高硅碳复合材料的循环性能；3、采用液相包覆、喷雾干燥造粒技术，能均匀包覆粘结硅碳材料，颗粒均匀，比表面积小，进一步改善硅碳复合材料的循环性能。

主权项

一种锂离子电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于采用羧甲基纤维素钠为粘结剂，利用液相包覆技术进行硅碳复合，同时通过喷雾干燥技术干燥造粒，制备成粒度均匀、性能优异的锂离子电池用硅碳复合材料；其方法步骤如下：1）液相球磨包覆：将纯度为99.99%、粒度为1‑100μm的硅粉，同时加入粒度为5‑55μm、纯度为99.9%以上的石墨，两种质量比为10/1≤Msi/Mc≤1/10，然后加入3%～10%的低温沥青，低温沥青软化点为50‑150℃，将硅粉、石墨、沥青加入5%～30%重量百分比的羧甲基纤维素钠水溶液中，用水调整浆料的固含量为10%‑40%，然后在氩气气氛保护下机械高能球磨至10‑100nm，制得纳米级硅碳复合材料浆料；2）喷雾干燥造粒：将制备好的纳米级硅碳复合材料浆料倒入离心喷雾干燥机内，调整离心喷雾干燥机温度为150℃，并调整风速将干燥造粒的粒度D50在15‑20μm；3）碳化：将喷雾干燥造粒所得硅碳复合材料送入隧道窑，在氮气气氛保护下，在700‑1200℃进行碳化处理，得到所需的硅碳复合材料。