[发明专利]一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，称取适量的纳米硅粉、分散剂以及有机碳源到无水乙醇中，经充分超声搅拌制备分散均匀的混合溶液；称取适量的石墨烯和科琴黑加入到无水乙醇中，经充分超声搅拌后制备分散均匀的混合溶液；

第二步，将石墨烯和科琴黑混合溶液缓慢匀速的加入到含有纳米硅粉的混合溶液中，经充分超声搅拌后获得分散均匀的硅与石墨烯和科琴黑复合材料前驱体混合溶液；

第三步，用干燥制粉设备将第二步所获得的前驱体溶液充分干燥后获得粉体颗粒，然后将其放置到有惰性气体保护的管式炉中，经高温碳化后获得硅碳复合材料；

第四步，将第三步所得的硅碳复合材料与其他碳材料按一定比例均匀混合后获得锂离子电池硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中纳米Si粉平均粒径为50-200nm。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中分散剂为聚丙烯酸、聚乙二醇对异辛基苯基醚、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲溴化铵、三聚磷酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯磺酸钠、对乙基苯甲酸中的一种或至少两种组合。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中有机碳源为沥青、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、环氧树脂、酚醛树脂、聚乙二醇中的一种或至少两种组合。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步中纳米硅粉与分散剂的质量比为1-10:100，纳米硅粉与有机碳源的质量比为1-5:1；石墨烯与科琴黑的质量比为1-3:1。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第一步和第二步中超声功率为15-60KHz，超声搅拌时间30-60min。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第二步中石墨烯和科琴黑的质量和与纳米硅粉的质量比为2-3:1。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第三步中管式炉升温速率为2-10℃/min，高温碳化温度为800-1000℃，高温碳化时间为3-6h。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第三步中保护气体为氮气、氩气、氦气、氖气中的一种；保护气体流量为50-100mL/min。

10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅碳负极的制备方法，其特征在于，第四步中其他碳材料选自软碳、硬碳、中间相碳微球、天然石墨、人造石墨中的一种或多种组合，硅碳复合材料占锂离子电池硅碳负极材料质量百分比为30-50％。