[发明专利]一种低膨胀硅碳复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低膨胀硅碳复合负极材料，所述低膨胀硅碳复合负极材料呈现核壳结构，所述核壳结构的内核为一氧化硅，所述核壳结构的外壳是由设置在所述内核表面的第一包覆层和设置在所述第一包覆层表面的第二包覆层组成，所述第一包覆层是由导电剂、固体电解质和硅烷偶联剂组成，所述第二包覆层是由柔性导电聚合物复合材料组成。

2.根据权利要求1所述的低膨胀硅碳复合负极材料，其特征在于，所述核壳结构的厚度比为内核:第一包覆层:第二包覆层=100:（5～20）:（5～20）。

3.根据权利要求1所述的低膨胀硅碳复合负极材料，其特征在于，所述固体电解质为锆酸镧锂。

4.根据权利要求1所述的低膨胀硅碳复合负极材料，其特征在于，所述导电剂为氨基化石墨烯、氨基化碳纳米管或氨基化多孔碳。

5.根据权利要求1所述的低膨胀硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种。

6.根据权利要求1所述的低膨胀硅碳复合负极材料，其特征在于，所述柔性导电聚合物复合材料为含有导电剂的聚酰亚胺纳米纤维膜。

7.根据权利要求6所述的低膨胀硅碳复合负极材料，其特征在于，所述导电剂为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、科琴黑或气相生长碳纤维。

8.一种低膨胀硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）复合材料B的制备：

将固体电解质、导电剂A、硅烷偶联剂与有机溶剂混合得到包覆液A，之后将一氧化硅添加到所述包覆液A中，并通过水热反应制备出表面包覆有固态电解质的复合材料B，其中各成分的质量比为固体电解质:导电剂A:硅烷偶联剂:有机熔剂:一氧化硅=（1～5）:（1～5）:（1～5）:（100～500）:（30～50）；

（2）复合材料D的制备：

配置0.5～2wt%聚酰胺酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，之后添加导电剂B和所述复合材料B，并配制成溶液，之后通过静电纺丝喷洒到光板上，之后粉碎、在氮气气氛下加热将聚酰胺酸转化为聚酰亚胺，得到外壳为聚酰亚胺纳米纤维膜的低膨胀硅碳复合负极材料，即为复合材料D，其中各成分的质量比为聚酰胺酸:导电剂B:复合材料B=（10～30）:（1～5）:100。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、四氯化碳、丁二醇和环己烷中的一种。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的加热温度为150～250℃，加热时间为1～6小时。