一种高首效硅基复合材料及其制备方法.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CN111438364A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010266729.9C23C26/00(2006.01)(22)申请日2020.04.07H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)(71)申请人广东凯金新能源科技股份有限公司H01M10/0525(2010.01)地址523000广东省东莞市寮步镇金富三路2号(72)发明人仰永军孙磊(74)专利代理机构东莞市启信展华知识产权代理事务所(普通合伙)44579代理人冯蓉(51)Int.Cl.B22F9/04(2006.01)B22F1/00(2006.01)B22F3/10(2006.01)B22F3/24(2006.01)C23C16/26(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种高首效硅基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高首效硅基复合材料的其制备方法，步骤如下：将硅粉和金属粉末按质量比100:1～1:1在有机溶剂中进行球磨，得到纳米硅浆料A；将纳米硅浆料A、石墨及粘接剂混合分散均匀，纳米硅浆料A与粘结剂质量比为99:1～1:1；喷雾干燥得到前驱体B；将前驱体B在气氛炉中通入高纯保护性气体，以≦10℃的升温速率升温至400～1200℃进行烧结，保温0.5～10h，自然冷却至室温，得到前驱体C；将前驱体C进行酸洗、过滤、干燥处理，得到前驱体D,再进行碳包覆，得到前驱体E；将前驱体E进行高温煅烧和筛分处理，得到高首效硅基复合材料。该制备方法制得的高首效硅基复合材料具有高首效、低膨胀和长循环性能。CN111438364ACN111438364A权利要求书1/2页1.一种高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，制备方法步骤如下：(1)将硅粉和金属粉末按质量比100:1～1:1在有机溶剂中进行球磨，得到纳米硅浆料A；(2)将纳米硅浆料A、石墨及粘接剂混合分散均匀，纳米硅浆料A与粘结剂质量比为99:1～1:1；喷雾干燥得到前驱体B；(3)将前驱体B在气氛炉中通入高纯保护性气体，以≦10℃的升温速率升温至400～1200℃进行烧结，保温0.5～10h，自然冷却至室温，得到前驱体C；(4)将前驱体C进行酸洗、过滤、干燥处理，得到前驱体D,再进行碳包覆，得到前驱体E；(5)将前驱体E进行高温煅烧和筛分处理，得到高首效硅基复合材料。2.根据权利要求1所述的高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，步骤(1)中有机溶剂为油类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、烷类溶剂、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、甲苯中的一种或几种混合；所述油类溶剂为煤油、矿物油、植物油中的一种或几种混合；所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇、异丙醇、正辛醇、丙烯醇、辛醇中的一种或几种混合；所述酮类溶剂为丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、甲乙酮、甲异丙酮、环已酮、甲已酮中的一种或几种混合；所述烷类溶剂为环己烷、正己烷、异庚烷、3,3-二甲基戊烷、3-甲基己烷中的一种或几种混合。3.根据权利要求1所述的高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述石墨为天然石墨、人造石墨、微晶石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的一种及几种混合，所述石墨的材料D50粒径为2～30μm，纯度大于90％；所述粘结剂为蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、聚吡咯烷酮和PVDF中的一种或几种混合。4.根据权利要求1所述的高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，步骤(4)中酸洗溶液为盐酸、硝酸、氢氟酸及其溶液中一种或多种混合，所述过滤为抽滤、离心或压滤。5.根据权利要求1所述的高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，步骤(4)中碳包覆为固相高温裂解碳包覆或气相碳包覆或液相碳包覆中的任一种；所述固相高温裂解碳包覆采用一次碳包覆或两次碳包覆，两次碳包覆先采用液相碳包覆后采用气相碳包覆，或两次碳包覆先采用气相碳包覆后采用液相碳包覆；采用两次碳包覆时，第二次碳包覆的包覆量按质量计为第一次碳包覆的包覆量的0.1～10倍，包覆层的厚度为10～2000nm。6.根据权利要求1所述的高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，所述的固相高温裂解碳包覆的过程包括：将待包覆物前驱体D与碳源利用高速机械混合或者融合，使得碳源与前驱体D充分混合均匀，再在气氛炉中通入高纯保护性气体，以≦10℃的升温速率升温至400～1200℃进行烧结，保温0.5～10h，自然冷却至室温，得到固相包覆产物。7.根据权利要求1所述的高首效硅基复合材料的其制备方法，其特征在于，所述的液相碳包覆的过程包括：将有机物碳源、待包覆物与溶剂利用高速分散机混合分散均匀，形成浆料，对浆料进行喷雾干燥，再进行热处理，在气氛炉中通入高纯保护性气体，以≦10℃