[发明专利]一种锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料，其由磷掺杂纳米硅材料与石墨和有机碳源喷雾造粒后烧结而成。本发明还提出了一种所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，包括：将纳米硅材料均匀分散在磷酸溶液中后喷雾干燥得到磷掺杂纳米硅材料；将磷掺杂纳米硅材料进行一次烧结；将经一次烧结的磷掺杂纳米硅材料均匀分散在水中，加入石墨和有机碳源，分散完全后喷雾干燥和二次烧结。本发明提出的锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法工艺简单，操作方便，原料天然易得，成本低，后续处理方式方便，易于大规模生产，所得负极材料电子导电率高，体积膨胀小。 1

主权项

1.一种锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料，其特征在于，所述磷掺杂硅碳负极材料由磷掺杂纳米硅材料与石墨和有机碳源喷雾造粒后烧结而成。

2.根据权利要求1所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料，其特征在于，在磷掺杂硅碳负极材料中，磷掺杂纳米硅材料的质量百分比为3％‑95％，余量为石墨及无定形热解碳。

3.一种如权利要求1或2所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将纳米硅材料均匀分散在磷酸溶液中，然后进行喷雾造粒，经一次烧结后得到磷掺杂纳米硅材料；

S2、将磷掺杂纳米硅材料均匀分散在水中，加入石墨和有机碳源，分散完全后进行喷雾造粒，然后进行二次烧结得到所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料。

4.根据权利要求3所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述磷酸溶液的浓度为0.1mol/L‑1mol/L。

5.根据权利要求3或4所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，在一次烧结过程中，烧结的温度为500‑1000℃，烧结的时间为1‑12h。

6.根据权利要求3‑5中任一项所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述磷掺杂纳米硅材料中磷掺杂量为0.1wt％‑10wt％。

7.根据权利要求3‑6中任一项所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，所述有机碳源为柠檬酸、蔗糖、淀粉、葡萄糖、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素钠中一种或多种的混合物；所述石墨为天然石墨、人造石墨、球形石墨、中间相碳微球中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求3‑7中任一项所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在S1和S2中，在喷雾造粒的过程中，喷雾造粒机进风口温度为140‑170℃，出风口温度为100‑120℃。

9.根据权利要求3‑8中任一项所述锂离子电池用磷掺杂硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，在二次烧结过程中，烧结的温度为800℃‑1200℃，烧结的时间为1h‑12h。