[发明专利]一种锂离子电池硅基复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池硅基复合负极材料，包括纳米硅、石墨聚合体和有机物裂解碳，所述石墨聚合体由颗粒状石墨组成，纳米硅嵌夹在颗粒状石墨空隙之间或附着在颗粒状石墨的表面，有机物裂解碳包覆纳米硅/石墨聚合体，其特征在于，所述有机物裂解碳包括沥青和9,9-二(4-羟基苯基)芴与其衍生物。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述9,9-二(4-羟基苯基)芴与其衍生物包括双醚芴丙烯酸酯，所述双醚芴丙烯酸酯的型号为HR6042，产自韩国美源公司。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述沥青与所述双醚芴丙烯酸酯的质量比为1:1。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述颗粒状石墨为天然石墨、人造石墨、中间相炭微球和软碳中的一种或一种以上，颗粒状石墨的D₅₀粒径为0.2～10μm。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述纳米硅为直径10～100nm的单晶硅或多晶硅。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的锂离子电池硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将纳米硅、石墨聚合体与有机物裂解碳加入到有机溶剂中分散，混合，得到悬浊液；

(2)将悬浊液球磨后干燥；

(3)将步骤(2)得到的物料升温至800～1100℃后进行热处理，最后研磨粉碎得到锂离子电池硅基复合负极材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：将纳米硅、石墨聚合体与有机物裂解碳加入到有机溶剂中，超声分散，随后进行搅拌，得到悬浊液；所述超声的频率为20～50kHz，超声功率密度为1～2W/cm²，超声时间为5～30min，搅拌速率为300～1000rpm/min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氯化碳、四氢呋喃、煤油、乙酸乙酯中的一种或两种；所述悬浊液中纳米硅与石墨聚合体的质量比为1:6～1:10，纳米硅与有机物裂解碳的质量比为1:3～1:8。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，球磨转速为300～1000rpm/min，球磨时间为4～12h；所述步骤(3)中，热处理在保护性气氛下进行，所述保护性气氛选自氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛、氮气气氛中的一种或两种组合。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，升温速率为2～10℃/min，热处理包括煅烧，热处理的时间为1～10h。