[发明专利]一种导电聚合物包覆纳米硅粉及其制备方法和应用以及硅碳负极材料

权利要求书

1.一种导电聚合物包覆纳米硅粉，其特征在于，包括由离子型导电聚合物粘结包覆纳米硅颗粒形成的二次颗粒，所述离子型导电聚合物中掺杂有锂盐。

2.根据权利要求1所述的导电聚合物包覆纳米硅粉，其特征在于，所述离子型导电聚合物包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷中的至少一种；所述离子型导电聚合物的数均分子量为200～1000W。

3.根据权利要求1所述的导电聚合物包覆纳米硅粉，其特征在于，所述锂盐包括Li₂CO₃、Li₃BO₃、LiF、LiSCN中的至少一种。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的导电聚合物包覆纳米硅粉，其特征在于，所述离子型导电聚合物的质量为纳米硅颗粒质量的3％～15％，所述锂盐与离子型导电聚合物的质量比为0.1～0.5:1。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的导电聚合物包覆纳米硅粉，其特征在于，所述纳米硅颗粒的粒径D50为50～150nm；所述导电聚合物包覆纳米硅粉的粒径D50为5～18μm。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的导电聚合物包覆纳米硅粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将离子型导电聚合物溶于溶剂Ⅰ中，制成导电聚合物胶液；将原料硅粉中加入溶剂Ⅱ，混合，球磨，得到纳米硅浆；

2)向导电聚合物胶液中加入锂盐、纳米硅浆，混合分散后得混合浆料；

3)将所述混合浆料进行真空干燥，得干燥块料；

4)将所述干燥块料进行研磨过筛，即得所述导电聚合物包覆纳米硅粉。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述导电聚合物胶液的固含量为5％～15％，所述溶剂Ⅰ包括水、乙腈中的至少一种；所述纳米硅浆的固含量为5％～20％，所述溶剂Ⅱ为乙腈、水、异丙醇、乙醇中的一种。

8.一种如权利要求1～5中任一项所述的导电聚合物包覆纳米硅粉在制备硅碳前驱体中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述导电聚合物包覆纳米硅粉和石墨、碳包覆剂混合均匀，得混合粉末；

(2)在氮气或惰性气体气氛中，将所述混合粉末进行高温碳化处理，破碎过筛后，获得硅碳前驱体。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨为天然鳞片石墨、天然微晶石墨中的一种；所述碳包覆剂为酚醛树脂。

11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述导电聚合物包覆纳米硅粉与石墨的质量比为1:(0.8～1.4)；所述碳包覆剂的添加量为导电聚合物包覆纳米硅粉和石墨两者总质量的3％～25％。

12.根据权利要10～11中任一项所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述高温碳化处理时，先通氮气或惰性气体30～120min，通气量为1.0～2.0L/min；然后由室温升温至100～350℃，升温速率为(5±2)℃/min，保温30～120min；然后升温至700～1000℃，升温速率为(5±2)℃/min，保温60～120min；再自然冷却至室温，全程通氮气作保护气体。

13.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料由以下重量百分比的成分混合组成：石墨80％～98％，硅碳前驱体2％～20％；所述石墨包括天然石墨和人造石墨中的至少一种，所述硅碳前驱体为如权利要求9～12中任一项所述应用中制备得到的硅碳前驱体，所述硅碳前驱体的粒径D50为10～20μm。