[发明专利]硅碳负极材料及其制备方法、应用和制得的锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将原料在密炼条件下进行熔融共混得母料；

(2)去除步骤(1)中所得母料中的成孔剂后，热处理即得硅碳负极材料；

所述原料包括中值粒径为0.5～10μm的氧化亚硅、聚烯烃和成孔剂；所述成孔剂的添加量为聚烯烃重量的0.2～3倍；

所述硅碳负极材料的碳含量为1～10wt％；所述硅碳负极材料的碳含量为所述聚烯烃的碳含量与总质量之比，所述总质量为所述氧化亚硅的质量与所述聚烯烃的碳含量之和，所述聚烯烃的碳含量为所述聚烯烃的质量与所述聚烯烃的残炭值的乘积。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

所述密炼在密炼设备中进行，所述密炼设备优选密炼机；

和/或，所述熔融共混的温度为100～200℃；

和/或，所述熔融共混的时间为1～60分钟。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

所述熔融共混的温度为120～180℃；

和/或，所述熔融共混的时间为5～15分钟。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

所述熔融共混的温度为120℃或180℃；

和/或，所述熔融共混的时间为5分钟或15分钟。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

所述成孔剂通过使用萃取剂去除；

和/或，所述热处理是将去除了成孔剂的母料在流动的惰性气氛保护下进行加热、分解；

和/或，所述热处理后还包括过筛的步骤。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

所述萃取剂为二氯甲烷和/或三氯乙烯；

和/或，所述热处理的温度为600～1000℃；所述热处理的时间为2～12小时；所述惰性气氛为氮气气氛和/或稀有气体的气氛，所述稀有气体优选氩气；所述加热的速率为3～8℃/min；

和/或，所述过筛时所用筛网的目数为250～500目。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

所述热处理的温度为800℃；所述热处理的时间为2小时；所述加热的速率为5℃/min；

和/或，所述过筛时所用筛网的目数为300目。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅的中值粒径为3～10μm；

和/或，所述氧化亚硅经破碎得到；

和/或，所述氧化亚硅的纯度大于99.9％。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅的中值粒径为4μm；

和/或，所述破碎的方式为球磨粉碎和/或气流粉碎。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丙烯酰胺和聚乙烯亚胺中的一种或多种。

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯的数均分子量为3000～50000；和/或，所述聚丙烯的数均分子量为2000～50000；和/或，所述聚丁烯的数均分子量为500～10000。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成孔剂为石蜡油、C6～C35烷烃中的一种或多种。

13.如权利要求1～12任一项所述的制备方法，其特征在于，所述成孔剂的添加量是聚烯烃重量的0.5～1倍；

和/或，所述硅碳负极材料的碳含量为2～5wt％。