[发明专利]一种制备锂离子电池硅碳复合负极材料的方法

权利要求书

1.一种锂离子电池Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备Si/C复合材料前驱体：将热解碳源溶于溶剂中，在分散剂存在的情况下，将硅源和石墨均匀分散在所述溶剂中形成混合液，使硅源与石墨及热解碳源结合，将所述的混合液蒸干，得固体前驱体；

（2）高温热解制备Si/C复合材料：将经过步骤（1）所得到的前驱体干燥后，在保护性气氛中，经600~900℃高温热解后，随炉冷却得到Si/C复合材料；

（3）极片低温热处理：将经过步骤（2）所得Si/C复合材料与导电剂和粘结剂均匀混合，加入N-甲基吡咯烷酮调制成浆后，均匀涂覆在铜箔上，干燥后制备成负极片，在保护性气氛中，经150~350℃低温热处理后，随炉冷却即得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述的硅源经过刻蚀处理：将所述的硅源加入到质量百分比浓度为1%~3%的氟化氢水溶液中，并添加添加剂搅拌均匀，转入进行超声分散后，再经高速离心分离搜集硅源，然后用无水乙醇和去离子水洗涤搜集到的硅源若干次，使得硅源从溶剂中彻底分离出来，经真空干燥后得刻蚀处理硅源；所述的添加剂包括硝酸银、硼氢化钠、柠檬酸钠中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的硅源包括纳米硅粉、氧化硅粉以及二氧化硅粉中的一种或几种；所述的热解碳源包括酚醛树脂、脲醛树脂、沥青、葡萄糖、柠檬酸和蔗糖中的一种或几种；所述石墨为鳞片石墨、天然石墨、人工石墨、中间相碳微球、碳纤维、碳纳米管中的一种或几种；所述的溶剂包括去离子水、无水乙醇、四氢呋喃、吡咯和乙酸乙酯中的一种或者几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，（1）步中所述的分散剂包括无水乙醇、十六烷基溴化铵、海藻酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇中的一种或者几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，（2）步中所述的Si/C复合材料中硅源:石墨:热解碳质量比=x:y:（1－x－y），其中0<x<1，0＜y<1，且x＋y<1。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的硅源为纳米硅，其中纳米硅:石墨:热解碳较优质量比为（10~20）:（30~65）:（15~45）。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，（2）步中所述的高温热解时间为1~6h，保护性气体为氩气或者氮气。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，（3）步中所述的Si/C复合材料:导电剂:粘结剂的质量比=（0.6~0.9）:（0.05~0.3）:（0.05~0.3）。

9.据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，（3）步中所述的导电剂为乙炔黑和导电炭黑中的一种或者几种；粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠中的一种或者几种。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，（3）步中所述的低温热处理时间为1~6h，保护性气体为氩气或者氮气。