[发明专利]纳米硅碳复合材料、制备方法、应用和锂离子电池有效
| 申请号： | 202011594189.3 | 申请日： | 2020-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN112713274B | 公开（公告）日： | 2022-10-21 |
| 发明（设计）人： | 童磊;李波;马飞 | 申请（专利权）人： | 宁波杉杉新材料科技有限公司 |
| 主分类号： | H01M4/62 | 分类号： | H01M4/62;H01M4/38;H01M4/134;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 上海弼兴律师事务所 31283 | 代理人： | 王卫彬;邹玲 |
| 地址： | 315177 浙江省*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 纳米 复合材料 制备 方法 应用 锂离子电池 | ||
1.一种纳米硅碳复合材料，其特征在于，其包括多孔硅碳团簇、石墨和有机碳源残碳，所述多孔硅碳团簇和所述石墨分散在所述有机碳源残碳中；所述多孔硅碳团簇包括纳米硅颗粒、孔和沥青残碳，所述纳米硅颗粒和所述孔分散在所述沥青残碳中；所述多孔硅碳团簇的粒径D50小于5μm；
所述的纳米硅碳复合材料的制备方法包括下述步骤：
(1)沥青浆料与纳米硅浆料混合，得第一浆料；所述第一浆料经热处理，得前驱体A，所述纳米硅浆料的固含量为2％-10％；
其中，所述热处理包括第一段热处理和第二段热处理，所述第一段热处理为在220-360℃的温度下保温；所述第二段热处理为在400-600℃下保温并保压；
所述前驱体A的粒径D50小于5μm；
(2)将所述前驱体A、有机碳源、石墨和分散剂混合，得第二浆料；将所述第二浆料喷雾造粒，得前驱体B；
(3)将所述前驱体B碳化，即得纳米硅碳复合材料。
2.如权利要求1所述的纳米硅碳复合材料，其特征在于，所述多孔硅碳团簇的粒径D50为1.5-3.5μm；
和/或，所述纳米硅碳复合材料中所述石墨和所述有机碳源残碳的质量之和与所述纳米硅颗粒和所述沥青残碳的质量之和的质量比为1：(1-9)；
和/或，所述纳米硅颗粒和所述沥青残碳的质量比为5：(1-5)；
和/或，所述石墨和所述有机碳源残碳的质量比为1:9-9:1；
和/或，所述纳米硅碳复合材料的粒径为5-20μm；
和/或，所述纳米硅碳复合材料的振实密度为0.5-1.2g/cm3。
3.如权利要求2所述的纳米硅碳复合材料，其特征在于，所述多孔硅碳团簇的粒径D50为1.5μm；
和/或，所述纳米硅碳复合材料中所述石墨和所述有机碳源残碳的质量之和与所述纳米硅颗粒和所述沥青残碳的质量之和的质量比为3:7；
和/或，所述纳米硅颗粒和所述沥青残碳的质量比为5：(2-5)；
和/或，所述石墨和所述有机碳源残碳的质量比为1:2-2:1。
4.如权利要求3所述的纳米硅碳复合材料，其特征在于，所述石墨和所述有机碳源残碳的质量比为1:1。
5.如权利要求1所述的纳米硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米硅碳复合材料中纳米硅颗粒：沥青残碳：石墨：有机碳源残碳的质量比为5：(1-2)：(1-2)：(1-2)。
6.如权利要求5所述的纳米硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米硅碳复合材料中纳米硅颗粒：沥青残碳：石墨：有机碳源残碳的质量比为5：2：2：1、5：2：1：2或5：1：2：2。
7.一种纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(1)沥青浆料与纳米硅浆料混合，得第一浆料；所述第一浆料经热处理，得前驱体A，所述纳米硅浆料的固含量为2％-10％；
其中，所述热处理包括第一段热处理和第二段热处理，所述第一段热处理为在220-360℃的温度下保温；所述第二段热处理为在400-600℃下保温并保压；
所述前驱体A的粒径D50小于5μm；
(2)将所述前驱体A、有机碳源、石墨和分散剂混合，得第二浆料；将所述第二浆料喷雾造粒，得前驱体B；
(3)将所述前驱体B碳化，即得纳米硅碳复合材料。
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