[发明专利]一种锂离子硅碳复合负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子硅碳复合负极材料及其制备方法。所述锂离子硅碳复合负极材料的制备方法包括如下步骤：S1.将竹炭进行球磨粉碎处理得到竹炭粉末；S2.将竹炭粉末进行酸洗，抽滤、烘干、煅烧，得二氧化硅粉末；S3.向二氧化硅粉末中加入金属还原剂，在密闭环境下反应得还原产物，将还原产物进行酸洗、抽滤、烘干，得多孔硅粉；S4.将多孔硅粉与有机碳源混合，煅烧，冷却，得到硅碳复合负极材料。硅碳复合材料中硅含量占5～50%，可直接用于锂离子电池负极材料，经过120次充放电循环放电后比容量仍可保持603mAh/g，充放电性能优良。本发明以竹炭为硅源，来源广泛，价格低廉，制备方法操作性强，工艺条件易控制。

主权项

1.一种锂离子硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将竹炭进行球磨粉碎处理得到竹炭粉末；S2.将S1得到的竹炭粉末进行酸洗，抽滤、烘干、煅烧，得二氧化硅粉末；S3.向S2得到的二氧化硅粉末中加入金属还原剂，在密闭环境下反应得还原产物，将还原产物进行酸洗、抽滤、烘干，得多孔硅粉；S4.将步骤S3中所得到的多孔硅粉与有机碳源混合，煅烧，冷却，得到硅碳复合负极材料；S2所述酸洗过程的酸为盐酸、硫酸或硝酸，其浓度为0.5～3mol/L，酸洗温度为60～95℃，酸洗时间为3～6h；S2中煅烧的温度为700～1100℃，升温速率3～10℃/min，煅烧的时间为1～12h；S3中所述二氧化硅粉末与金属还原剂的摩尔比为1：2～1：5，S3所述反应温度为550℃～750℃，反应时间为1～24h；S3所述酸洗中使用的酸洗液为盐酸与氢氟酸混合溶液，所述盐酸浓度为0.5～3mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1～1mol/L；S4中所述煅烧过程在惰性气氛下进行，煅烧温度为300～800℃，煅烧时间为2～12h，所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气中的一种或多种。