[发明专利]一种锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的碳包覆的硅碳复合材料，其特征在于：该硅碳复合材料含有铜掺杂，所述的硅碳复合材料为由硅材料、铜化合物和碳材料通过复合形成的二次颗粒再经过破碎形成的硅碳复合材料；所述的硅碳复合材料表面包覆一层碳；所述的硅材料中值粒径在0.1~10μm之间；所述的二次颗粒中值粒径在2~50μm之间；所述的硅碳复合材料中值粒径在0.2~15μm之间；所述的硅碳复合材料中，硅含量在74~98%之间、铜含量在0.1~20%之间、碳含量在0.1~20%之间；硅碳复合材料表面的碳包覆层为无定形碳或石墨化碳；制备方法包括以下步骤：

1)将第一碳前驱体和铜前驱体溶解在溶剂中，将二者混合，制成混合溶液，加入硅材料，并混合均匀，得到硅/第一碳前驱体/铜前驱体的混合浆料；

2)对步骤1)所得到的混合浆料进行干燥造粒，随后在非氧化性气氛下进行高温热处理；

3)对步骤2)所得产物进行破碎处理，得到硅碳复合材料；

4)对步骤3)所得到产物使用第二碳前驱体进行碳包覆，随后在非氧化性气氛下进行高温碳化处理；

5)对步骤4)所得产物进行筛分和除磁，得到碳包覆的硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的碳包覆的硅碳复合材料，其特征在于，

步骤2)中，所述的干燥造粒采用喷雾干燥的方式进行；

所述高温热处理采用回转炉、辊道窑、推板窑、气氛箱式炉或管式炉中的任意一种；

所述高温热处理的温度为500-1100℃，保温时间为0.5-72小时；

所述非氧化性气氛由下述至少一种气体提供：氮气、氩气、氢气或氦气;

步骤3)中，所述的破碎采用的方式为气流粉碎或机械粉碎。

3.根据权利要求2所述的用于锂离子电池的碳包覆的硅碳复合材料，其特征在于，步骤4)中，

所述的第二碳前驱体包覆、碳化的设备采用化学气相沉积反应炉同时完成；

所述的第二碳前驱体为煤沥青、石油沥青、中间相沥青、乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、聚乙烯醇、环氧树脂、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的组合；

所述高温碳化的反应温度为500~1100℃；

高温碳化的加热时间为0.5~72小时；

所述非氧化性气氛由下述至少一种气体提供：氮气、氩气、氢气、氦气、氖气或氪气。

4.一种锂离子电池负极，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述的碳包覆的硅碳复合材料，在锂离子电池负极中，硅碳负极材料所占质量比为80~96%；该负极中还含有有机高分子粘结剂。

5.一种锂离子电池，其特征在于：采用权利要求4的锂离子电池负极制备。