[发明专利]一种硅碳复合负极材料的制备方法及锂离子电池

摘要

本发明涉及一种硅碳复合负极材料的制备方法及锂离子电池，将纳米硅、石墨微粉置于球磨机中，在有机溶剂的环境中球磨均匀分散，真空干燥后与沥青置于锥形混合机中进行粗混，再将粗混后的混合粉末置于机械融合机内进行机械融合，最后在惰性气体的保护下进行热处理，冷却后得到硅碳复合负极材料。本发明对纳米硅进行沥青软化包覆，可避免硅颗粒与电解液直接接触，减缓容量衰减速度，同时缩短了锂离子的扩散路径，保证了电极材料的电子传导不会丧失，即提高首次充放效率，充放电容量和循环性能；包覆前，先利用石墨微粉将纳米硅分散，避免在于沥青包覆时，纳米硅聚集导致局部容量过剩，使得纳米硅分散均匀。

主权项

1.一种硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，将纳米硅、石墨微粉置于球磨机中，在有机溶剂的环境中球磨均匀分散，真空干燥后与沥青置于锥形混合机中进行粗混，再将粗混后的混合粉末置于机械融合机内进行机械融合，最后在惰性气体的保护下进行热处理，冷却后得到硅碳复合负极材料；纳米硅在进行球磨前，先将硅粉添加至其8‑12倍质量的浓度为8‑12wt%的氢氧化钠溶液中，分散均匀后，减压加热至110‑130℃，保温疏解6‑8h；疏解后过滤得到的硅粉添加至其8‑12倍质量的浓度为70‑80wt%的乙醇溶液中，加热至80‑90℃后保温3‑5h，再次进行过滤，打浆至浆料叩解度为14‑16°SR，然后进行磨浆，磨浆至浆料叩解度为18‑22°SR，打浆后用水洗净并减压蒸馏后得到的硅粉添加至其18‑22倍质量的丁二腈中，得到悬浮液；向悬浮液中添加其体积0.4‑0.6倍的海藻提取液，搅拌均匀得到混合溶液，然后向混合溶液中添加等体积的浓度为2‑4wt%的氯化钙溶液，在40‑50℃下交联1‑2h后，转移液氮中冰冻1‑2天，然后取出冰冻物，用流水解冻，制得纳米硅凝胶，再用无水乙醇进行溶剂置换，最后经过真空干燥和研磨后，制得纳米硅。