锂离子电池多孔硅碳复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111725512A(43)申请公布日2020.09.29(21)申请号202010604417.4H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2020.06.29(71)申请人溧阳紫宸新材料科技有限公司地址213300江苏省常州市溧阳市昆仑街道泓口路218号A幢二楼(江苏中关村科技产业园内)(72)发明人周勇岐顾华清毕文君李婷冯苏宁刘芳李辉卢勇(74)专利代理机构北京慧诚智道知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11539代理人李楠(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称锂离子电池多孔硅碳复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种锂离子电池多孔硅碳复合材料及其制备方法和应用。将适量的烷基糖苷类型活化剂完全溶解在水中，得到第一溶液；在水浴条件下，向第一溶液中加入适量氨水并搅拌，得到pH值为7‑9的第二溶液；向第二溶液中加入正硅酸乙酯类物质，经搅拌、水洗至中性后抽滤，将抽滤得到的固体物质在惰性气氛下烘干；将固体物质放入反应炉中，在700℃‑1300℃条件下，通入0.5L/min‑3L/min的氢气，烧结1‑8小时，制备得到硅/二氧化硅/多孔碳复合材料；将硅/二氧化硅/多孔碳复合材料加入HF酸溶液中并持续搅拌以去除部分SiO2，之后在惰性气氛下干燥，将得到待处理多孔硅碳复合材料破碎处理，再经过碳包覆处理得到锂离子电池多孔硅碳复合材料。CN111725512ACN111725512A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池用多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将适量的烷基糖苷类型活化剂完全溶解在水中，得到质量分数在0.2％-10％的第一溶液；在15℃-30℃水浴条件下，向所述第一溶液中加入适量氨水并搅拌，得到pH值为7-9的第二溶液；按0.5％～8％的质量分数向所述第二溶液中加入正硅酸乙酯类物质，在所述水浴条件下继续搅拌12小时以上，再使用去离子水清洗至中性后进行抽滤，将抽滤得到的固体物质在惰性气氛下烘干；所述正硅酸乙酯类物质包括：正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、九水硅酸钠中的任一种；将所述固体物质放入反应炉中，在700℃-1300℃条件下，通入0.5L/min-3L/min的氢气，烧结1-8小时，制备得到硅/二氧化硅/多孔碳复合材料；将所述硅/二氧化硅/多孔碳复合材料加入质量分数为10％-50％的HF酸溶液中并持续搅拌1小时-8小时，以去除所述硅/二氧化硅/多孔碳复合材料中的部分SiO2，之后在惰性气氛下干燥得到待处理多孔硅碳复合材料；将所述待处理多孔硅碳复合材料破碎处理为粒径D50在3μm-15μm的材料，再经过碳包覆处理得到所述锂离子电池多孔硅碳复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳包覆处理具体包括：固相包覆、液相包覆或气相包覆中的一种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳包覆处理得到的碳层占所述锂离子电池多孔硅碳复合材料的质量比为0.5％-10％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烷基糖苷类型活化剂具体包括：CAPG-08143、CAPG-12143、APG-06、APG-25中的任一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抽滤为多次。6.一种使用上述权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的锂离子电池用多孔硅碳复合材料。7.根据权利要求6所述的锂离子电池用多孔硅碳复合材料，其特征在于，所述多孔硅碳复合材料用于锂离子电池负极材料。8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括上述权利要求6所述的锂离子电池用多孔硅碳复合材料。2CN111725512A说明书1/5页锂离子电池多孔硅碳复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池多孔硅碳复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]锂离子电池是一种广泛应用的二次电池。近年，电子消费产品和电动汽车的快速发展对其电池的能量密度和功率密度提出了越来越高的要求。提高能量密度的关键是研发更高容量的电极材料。[0003]硅由于其超高的理论比容量，成为最有潜力的下一代高容量负极材料之一。但由于硅在脱嵌锂过程中产生巨大的体积变化，导致其出现容量快速衰减等问题，因此硅负极的大规模实际应用仍面临挑战。[0004]碳与硅相近似的化学性质，为两者的紧密结合提供了理论依据,所以碳常用作与硅复合的首选基质。硅负极材料存在的问题有循环寿命低、体积变化大、持续产生SEI膜，而硅碳负极材料可以有效改善这些问题，所以硅碳负极材料是未来负极材料的发展重点无疑。[0005]现有技术中通常是采用