[发明专利]一种高面密度硅碳负极材料的制备方法及其应用

摘要

本发明提供了一种高面密度硅碳负极材料的制备方法及其应用，所述硅碳负极材料经简单高效的生产工艺大规模制备，其中硅碳负极材料为致密的球形结构，具有低的比表面积、高的振实密度和面密度；生产工艺主要为研磨、喷雾、烧结，易于商业化大规模生产。所述高面密度硅碳负极材料用于锂离子电池，可以有效的提高硅碳负极的容量，降低硅碳负极极片在整个电池中所占的质量和体积，提高电池的能量密度。

主权项

1.一种高面密度硅碳负极材料，其中硅含量为5％‑20％；碳含量为80％‑95％；振实密度为0.85‑1.0g/cm³，面密度为10‑25mg/cm²，比表面积为5‑15m²/g，其中碳以热解碳、石墨和导电碳的形式存在，热解碳的含量为3％‑20％，石墨的含量为50％‑90％，导电碳含量为3％‑15％，所述热解碳来自葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮，所述导电碳来自石墨烯、碳纳米管和SuperP，所述硅碳负极材料的制备方法如下：1)将微米级硅粉分散在含有添加剂的水溶液中，微米级硅粉的平均粒径为0.5‑10μm，所述添加剂为葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮的组合，进行湿法球磨，得到均匀分散的浆料，然后向球磨机中加入导电碳添加剂石墨烯、碳纳米管和SuperP，继续球磨，使硅粉、导电碳添加剂均匀分散在溶液中；2)调低球磨机控制器频率，至50Hz以下，加入鳞片石墨、葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮，在低转速下球磨，得到混合均匀的浆料，所得浆料的固含量为10％‑40％；3)将步骤2)所得的浆料经喷雾干燥机成形后，在非氧化性气氛下进行烧结，得到致密的球形硅碳复合材料。