[发明专利]一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明属于能源新材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法与应用。本发明将电感耦合等离子法制备的纳米硅与高能纳米湿法研磨制备的纳米硅混合，将混合的纳米硅原结合有机碳源分散剂与天然/人造石墨混合悬浊液进行干燥，得到核壳结构粉体，最后加热退火得到锂离子电池硅碳复合负极材料。本发明充分利用非晶态硅与晶体硅的优势互补，并兼顾了二者的粒度匹配和有机碳源分散剂碳化之后的多孔碳网将纳米硅铰链在石墨表面，另外，天然石墨与人造石墨的有机复合，充分发挥二者石墨的高循环和高首次效率的优势。本发明工艺简单、操作方便，产物结晶良好，一次颗粒粒径小，具有电化学性能优秀、比容量高、循环稳定性好的优点。

主权项

一种锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：(1)将硅粉利用感应等离子体系统进行高温汽化处理，得到气态硅；然后气态硅急速冷却，得到冷却凝聚的纳米硅；(2)将硅粉进行高能纳米湿法粗磨，得到悬浊液；对悬浊液进行高能纳米湿法细磨，得到纳米悬浊液；(3)将步骤(1)制得的冷却凝聚的纳米硅加入到水中，并加入有机碳源分散剂，然后超声分散，得到混合液F；然后将步骤(2)制得的纳米悬浊液加入到混合液F中，并分散均匀，得到混合液G；(4)将天然/人造混合石墨加入到水中分散均匀，得到混合液H；将步骤(3)制得的混合液G加入到混合液H中混合均匀，得到混合液J；然后将混合液J进行干燥制粉，得到前驱体；(5)将步骤(4)制得的前驱体在惰性气体环境中升温至300～700℃，恒温保持3～10h，得到锂离子电池硅碳复合负极材料。