[发明专利]硅碳负极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳负极材料，其特征在于：包括碳、复合硅颗粒和导电剂，且所述碳、复合硅颗粒和导电剂形成混合物颗粒，其中，所述复合硅颗粒包括硅基核体和包覆所述硅基核体的碳包覆层，且所述碳包覆层中掺杂有陶瓷。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于：所述碳、复合硅颗粒和导电剂的质量比为由复合硅颗粒、导电剂和第一碳源按照质量比为10：(5-20)：(85-70)的比例混合后进行碳化处理生成的比例；和/或

所述碳为载体，所述复合硅颗粒和导电剂是分散在所述载体中；和/或

所述复合硅颗粒的粒径为纳米范围；和/或

所述导电剂包括碳纳米管、super p、石墨烯、石墨微粉中的至少一种；和/或

所述碳为裂解碳。

3.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于：所述硅基核体为单质硅；和/或

所述陶瓷包括氧化铝、碳化硅、二氧化钛中的至少一种；和/或

所述碳包覆层的厚度为5-8nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的硅碳负极材料，其特征在于：所述硅碳负极材料还包括容量补充剂，所述容量补充剂与碳、复合硅颗粒和导电剂混合。

5.根据权利要求4所述的硅碳负极材料，其特征在于：所述容量补充剂在硅碳负极材料中的含量为5％-10％；和/或

所述容量补充剂包括石墨。

6.一种硅碳负极材料的制备方法，包括如下步骤：

提供复合硅颗粒；所述复合硅颗粒包括硅基核体和包覆所述硅基核体的碳包覆层，且所述碳包覆层中掺杂有陶瓷；

将所述复合硅颗粒与导电剂和第一碳源进行混合处理，获得混合物料；

将所述混合物料进行第一碳化处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述复合硅颗粒、导电剂和第一碳源是按照质量比为10：(5-20)：(85-70)进行混合处理；

和/或

在将所述混合物料进行所述第一碳化处理的步骤之前，先将所述混合物料配制成混合物分散液；再将所述混合物分散液进行喷雾干燥造粒，获得混合物颗粒；然后将所述混合物颗粒进行所述第一碳化处理；

和/或

所述复合硅颗粒按照包括如下步骤的方法制备获得：

将硅基颗粒与含陶瓷前驱体的第二碳源进行混合处理，使得含陶瓷前驱体的第二碳源在所述硅基颗粒表面形成包覆层，得到复合硅颗粒前驱体；

将所述复合硅颗粒前驱体进行第二碳化处理，得到所述复合硅颗粒。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硅基颗粒包括单质硅、碳化硅、氧化亚硅中的至少一种；和/或

所述第二碳源包括有机铝源、有机钛源中的至少一种；和/或

所述第二碳化处理的温度为600-900℃。

9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一碳源包括沥青、生物质炭、聚乙二醇、PVP、柠檬酸、酚醛树脂中的至少一种；和/或

所述第一碳化处理的温度为600-900℃。

10.一种锂离子电池，包括负极，所述负极包括集流体和结合在集流体表面的负极活性层，其特征在于：所述负极活性层中含有权利要求1-5任一项所述的硅碳负极材料或由权利要求6-9任一项所述的制备方法制备的硅碳负极材料。