[发明专利]一种锂离子负极高容量复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种锂离子负极高容量复合材料的制备方法，包括有以下步骤：1）称取一定量的SiO粉末，按照2:1比例与铝粉进行混合，然后加入到质量为氧化亚硅的10倍的乙醇溶液中；2）在混合好的溶液中加入氧化亚硅的质量为2%‑15%的沥青粉末，然后将浆料放入高能球磨机中进行球磨；3）研磨结束后，对浆料进行干燥喷雾处理；4）收集经过干燥喷雾处理过的复合材料粉末，将其放进管式炉中加热到进行高温碳包覆处理。本发明采用碳材料进行复合的SiO材料，然后在复合材料中加入金属铝粉进行掺杂，改性后的SiO复合材料作为负极点击其首次库伦效率能够达到80%以上，经过多次循环之后，复合材料的放电比容量仍能保持在850mAh/g以上，满足使用的需要。

技术领域

本发明涉及负极材料领域技术，尤其是指一种锂离子负极高容量复合材料的制备方法。

背景技术

近些年来，随着传统能源显露出的环境问题逐渐变得严峻，各种的电子产品日益普及，以及电动汽车的快速发展，开发新型的绿色高能化学电源变得尤为迫切。绿色能源的优化利用，需要长寿命、高比能量和比功率的储能和动力电源为支撑。锂离子电池具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及对环境友好等优点，是新一代能源的重要发展方向。目前，锂离子二次电池在商业上负极材料的应用主要是碳类材料。然而，碳材料存在理论容量偏低、过充电过程中的安全性差等问题，使其难以满足高能电源的要求。寻找具有高性能的新型负极材料是锂离子电池未来发展的关键点。

硅以其理论容量高、资源丰富、且具有接近于锂或石墨的放电电位等优点，被认为是有望代替碳的负极材料。但是，硅作为负极材料存在一个十分严重问题，硅负极在放电后出现十分严重的体积效应，极大的膨胀使得材料的结构发生崩塌，进而影响电极材料的循环性能。而SiO具有比商业用碳材料高的比容量(2443mAh/g)和较好优异的循环性能，能够大量吸收并存储锂，是锂离子电池碳负极材料很具有发展潜力的方向之一。然而氧化亚硅材料经过研究发现其存在首次充放电效率较低，且导电性较差等缺点。

中国发明专利申请公布号CN 104425806A公开了一种锂电池负极材料及其制备方法，其方法是：

（1）将铝粉与氧化亚硅混合，其中，铝粉的粒径为10m，氧化亚硅的粒径为30m，并放入行星球磨机中在300rmp转速下球磨8h，得到混合物，该混合物中包括氧化亚硅和铝粉，其中，氧化亚硅与铝粉的质量比为1.7:1。当所述氧化亚硅与所述铝的质量比为1.7：1时，铝起到了充分降低最终制得的锂离子负极材料中的活性氧的目的，提高锂离子负极材料的充放电的首次效率。

（2）将步骤（1）中得到的混合物放入到真空条件的高温炉中，以4℃/min的升温速度升温到1000℃，灼烧10小时，得到锂离子电池负极材料。

在上述方法中，材料的经多次充放电后，其可逆容量为700mAh/g，可逆容量较小，不能满足需要。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种锂离子负极高容量复合材料的制备方法，其能有效解决现有之负极材料可逆容量小的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种锂离子负极高容量复合材料的制备方法，包括有以下步骤：

1）称取一定量的SiO粉末，按照2:1比例与铝粉进行混合，然后加入到质量为氧化亚硅的10倍的乙醇溶液中；

2）在混合好的溶液中加入氧化亚硅的质量为2%-15%的沥青粉末，然后将浆料放入高能球磨机中进行球磨；

3）研磨结束后，对浆料进行干燥喷雾处理；

4）收集经过干燥喷雾处理过的复合材料粉末，将其放进管式炉中加热到进行高温碳包覆处理；

5）冷却后进行打浆，制备成电极，进行相关性能检测。