[发明专利]一种具有良好电化学性能的锂电池硅氧复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有良好电化学性能的锂电池硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将碳纳米材料浆料、固态电解质粉末和溶剂先混合分散均匀，再超声分散，得到均匀浆料；

2）将所述均匀浆料干燥造粒并解聚，再250-350℃热处理1-3h后得到碳纳米材料改性过固态电解质；

3）将所得碳纳米材料改性过固态电解质与氧化亚硅粉混合均匀后得到粉末颗粒，再采用碳源进行固相或液相包覆处理，冷却后得到前驱体；

4）将所述前驱体转入碳化设备中，在保护气氛下，加热至600-1200℃，保温2-24h，冷却后取出，筛分得到锂电池硅氧复合负极材料；

所述锂电池硅氧复合负极材料以表面分布有碳纳米材料改性固态电解质的氧化亚硅为内核，以包覆于所述氧化亚硅表面的非晶碳为包覆层；所述碳纳米材料改性固态电解质为负载有固态电解质的碳纳米材料；其中，所述氧化亚硅的占比为70-98wt%，所述碳纳米材料的占比为0.01-5%，所述固态电解质的占比为0.01-10%，所述非晶碳的占比为1-15%。

2.如权利要求1所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述固态电解质为Li_7-xLa₃Ta_xZr_2-xO₁₂和/或LiLa₃Zr₂O₁₂；x=0-2。

3.如权利要求1所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅为块状颗粒，所述非晶碳为软碳或硬碳，所述碳纳米材料为片状或管状结构。

4.如权利要求3所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅的硅氧比1-1.08:1，颗粒的中值粒径在0.5-10μm。

5.如权利要求1所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米材料为碳纳米管和石墨烯中的一种。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述碳纳米材料浆料中含有增稠剂；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、聚丙烯酸和聚偏氟乙烯中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述溶剂为异丙醇、去离子水、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和乙二醇中的一种或几种；

超声分散时间0.2-1h。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，

所述干燥造粒的方法为真空干燥、冷冻干燥或喷雾干燥；

所述解聚方式为辊压磨、机械磨、气流磨和球磨中的一种或几种；

所述热处理的设备为立式釜或加热VC混合机。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，

所述碳源为沥青、树脂和焦油中的至少一种；

所述沥青的软化点为100-300℃；

所述树脂为酚醛树脂、丙烯腈树脂、呋喃树脂和聚氧化乙烯树脂中的一种或几种；

所述焦油为酚油、洗油和蒽油中的一种或几种；

所述碳源和粉末颗粒的比例为3~25:100；

所述固相或液相包覆通过滚筒炉、立式釜、机械融合机和加热VC混合机中的一种或几种实现。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述碳化设备为箱式炭化炉、辊道窑、管式炭化炉或推板窑。