[发明专利]一种硅碳复合微球及其制备方法和应用

摘要

提供一种制备硅碳复合微球及其制备方法和应用，该方法步骤如下：1)制备硅分散液：将30‑95％沥青和5‑70％的硅作为原材料，分散于有机溶剂中，球磨；2)向研磨液中加入其他碳源，并进一步球磨；3)将球磨获得的分散液加入高温高压反应器中，在惰性气体保护下，高温高压反应；4)将步骤3)得到产物抽滤，得到固体颗粒；5)将步骤4)得到的固体颗粒在惰性非氧化性气氛中高温碳化处理得到硅碳复合微球。该方法采用沥青以及微米硅为原材料，廉价易得，分散剂无毒可回收，工艺简单，所得材料球形度好，振实密度高，比表面积较小，有利于形成稳定SEI膜，循环稳定性优异。

主权项

1.一种用作电池负极材料的硅碳复合微球，平均粒径D50为10‑20μm；粒径分布满足1.5≤(D90‑D10)/D50≤2；BET比表面积为7±2m2·g‑1，其特征在于，碳包覆的硅纳米颗粒均匀分散在石墨与沥青裂解无定形碳组成的碳基质中，获得的颗粒表层为沥青裂解产生的无定形碳，振实密度为0.85‑1.0g·ml‑1，且所述硅碳复合微球的制备方法包括如下步骤：步骤1)，制备硅分散液：将沥青、硅分散于有机溶剂中，球磨得到硅分散液；步骤2)，向步骤1)的分散液中加入非沥青的其他碳源，球磨；步骤3)，将步骤2)得到的分散液进行高温高压反应；步骤4)，将步骤3)得到产物进行抽滤，得到固体颗粒；步骤5)，将固体颗粒高温碳化，得到硅碳复合微球，其中：步骤1)制备硅分散液：将质量分数30‑95％的沥青和质量分数5‑70％的硅作为原材料，分散于有机溶剂中，进行球磨，球磨时加入氧化锆球，氧化锆球与沥青、硅的质量比X满足：10≤X≤30，X为氧化锆球的质量/(沥青+硅)的质量，球磨在惰性保护气氛下进行；步骤2)向分散液中加入非沥青的其他碳源，加入量为沥青和硅粉的5％‑30％，并进行进一步球磨，球磨时加入氧化锆球，氧化锆球与沥青、硅、其他碳源的质量比Y满足：10≤Y≤30，Y为氧化锆球的质量/(沥青+硅+其他碳源)的质量；步骤3)将球磨得到的分散液加入高温高压反应器中，高温条件为330‑480℃；高压条件为2‑8MPa；在惰性气体保护下，进行高温高压反应；步骤5)将步骤4)得到的固体颗粒在惰性气氛中高温碳化处理得到硅碳复合微球，碳化条件温度为700‑1100℃。