[发明专利]一种微胶囊型硅碳复合负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种微胶囊型硅碳复合负极材料，所述负极材料包括集流体，以及由涂覆在所述集流体上的硅碳浆料干燥而形成的硅碳涂层，其特征在于，所述硅碳浆料包括碳质浆料和分散在所述碳质浆料中的硅胶囊粉体，所述碳质浆料包括分散剂和分散在所述分散剂中的碳材料、第一导电剂、第一粘结剂；所述硅胶囊粉体包括硅粉和包覆在所述硅粉表面的第二粘结剂，所述第二粘结剂以及为其包覆的硅粉之间形成微胶囊结构；所述第一粘结剂和所述第二粘结剂不同。

2.根据权利要求1所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，当所述硅胶囊粉体被分散到所述碳质浆料中时，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂之间不溶、难溶或微溶。

3.根据权利要求2所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，所述第一粘结剂为羧甲基纤维素钠和/或丁苯橡胶，所述第二粘结剂为选自海藻酸盐、聚丙烯酸盐、阿拉伯胶、瓜尔豆胶和透明质酸盐中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，所述第二粘结剂为添加有钙离子和/或铜离子的粘结剂，其中钙离子和/或铜离子占所述第二粘结剂的质量分数为2-15%。

5.根据权利要求1所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，在所述硅碳浆料中，所述碳材料和所述硅粉的重量比为2~10︰1。

6.根据权利要求1所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅粉、第二粘结剂分别占所述硅胶囊粉体的原料的质量分数为70~95%和2~15%，所述碳材料、第一粘结剂、第一导电剂分别占所述碳质浆料的质量分数为90~98%、1~5%和0.5~5%。

7.根据权利要求1所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅粉为纳米硅和/或微米硅；所述碳材料为选自天然石墨、人工石墨、热解碳或硬碳材料中的一种或多种的组合；所述分散剂为水，或，醇类与水的混合溶剂；所述第一导电剂为选自乙炔黑、Super P、Super S、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的微胶囊型硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅胶囊粉体还包括第二导电剂，所述第二导电剂为选自乙炔黑、Super P、Super S、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种的组合。

9.一种权利要求1-8中任一项权利要求所述的微胶囊型硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（a）硅胶囊粉体的制备：将所述硅胶囊粉体的所述硅粉和所述第二粘结剂分散在分散剂中得到硅质浆料，然后将所述硅质浆料烘干，研磨，即得以所述硅粉为核、所述第二粘结剂为外壳的微胶囊结构的所述硅胶囊粉体；其中，在分散剂中加入第二导电剂，或不加；

（b）碳质浆料的制备：将所述碳材料的粉体、第一粘结剂、第一导电剂分散在分散剂中，即得所述碳质浆料；

（c）硅碳浆料的制备：在所述碳质浆料的制备即将完成时、完成时或完成后将步骤（a）制备的所述硅胶囊粉体加入到步骤（b）制备的所述碳质浆料中，混合搅拌，即得所述硅碳浆料；

（d）微胶囊型硅碳复合负极材料的制备：将步骤（c）制备的所述硅碳浆料涂覆在所述集流体上，烘干，即得所述微胶囊型硅碳复合负极材料。

10.一种权利要求1-8中任一项权利要求所述的微胶囊型硅碳复合负极材料在制备锂离子电池电极片中的应用。