[发明专利]一种锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，包括以下步骤，

(1)聚合物/纳米硅复合微球分散液的制备：在有机小分子醇分散介质中，加入单质硅和有机醇可溶性高分子分散剂，然后将溶有油溶性引发剂的20～90wt％的共聚可能的不饱和单体和80～10wt％的丙烯腈或甲基丙烯腈的混合单体加入反应体系，升温至60～80℃进行分散聚合得到粒径为300nm～6μm、固含量为20～45％的聚合物/纳米硅复合微球分散液；

(2)将聚合物/纳米硅复合微球分散液与单质硅、石墨进行混合，自组装得到聚合物/硅/石墨复合微球；

(3)对聚合物/硅/石墨复合微球进行固相碳包覆，高温烧结；

(4)破碎、粉碎、筛分并除磁得到硅碳复合负极材料。

2.如权利要求1所述锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述有机小分子醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇的一种或两种以上的组合；

优选地，所述共聚可能的不饱和单体为丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、不饱和芳香类乙烯基单体中的一种或两种以上的组合。

3.如权利要求1所述锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中所述单质硅均以纳米硅分散液形式存在，所述纳米硅分散液为在有机小分子醇分散介质存在下，利用球磨机研磨单质硅，并向单质硅的研磨液内加入有机弱酸，调整研磨液的pH值不高于6，控制其固含量为7～18％；

优选地，所述纳米硅分散液中单质硅颗粒的平均粒径为80～250nm；

优选地，所述有机小分子醇为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种或两种以上的组合；

优选地，所述有机弱酸为乙酸、衣康酸、油酸、草酸、硬脂酸、柠檬酸、马来酸、富马酸、己二酸中的一种或两种以上的组合。

4.如权利要求1所述石墨硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米硅与单体总量的3～20wt％；

优选地，所述有机醇可溶性高分子分散剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸中的一种或两种以上的组合，其使用量占单体总量的2～40wt％。

5.如权利要求1所述锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨以石墨分散液形式存在，

优选地，所述石墨分散液是在搅拌作用下将石墨颗粒分散在有机小分子醇中形成的均一分散液或将石墨颗粒在搅拌作用下分散在含有聚乙烯吡咯烷酮的有机小分子醇溶液中形成的均一分散液，控制其固含量≥40％；所述有机小分子醇为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种或两种以上的组合；

优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮为石墨质量的0.5～5.0wt％；

优选地，所述石墨为D50在3～10μm的天然石墨和/或人造石墨；

优选地，所述搅拌转速为900～5500r/min，进一步优选为1100～4500rpm，特别优选为1500～3000rpm；

优选地，所述搅拌时间为至少0.5h，进一步优选为0.6～3h。

6.如权利要求1所述锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述油溶性引发剂为过氧化物引发剂和/或偶氮引发剂；所述过氧化物引发剂优选为过氧化氢异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢中的一种或两种以上的组合，所述偶氮引发剂优选为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二环己基甲腈、偶氮异丁氰基甲酰胺中的一种，其使用量占单体总量的0.1～6.0wt％。