高克容量的锂离子电池硅碳负极材料及制备方法和锂电池.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CN110877903A(43)申请公布日2020.03.13(21)申请号201911213655.6H01M4/36(2006.01)(22)申请日2019.12.02H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)(71)申请人溧阳紫宸新材料科技有限公司H01M10/0525(2010.01)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)发明人袁树兵冯苏宁刘芳李辉顾华清李婷毕文君李小雪(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.C01B32/05(2017.01)C01B33/02(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图3页(54)发明名称高克容量的锂离子电池硅碳负极材料及制备方法和锂电池(57)摘要本发明实施例涉及一种高克容量的锂离子电池硅碳负极材料及制备方法和锂电池，将沥青和四氢呋喃按照1:6～1:2的质量比在容器中进行搅拌混合形成沥青混合液；按照纳米硅：沥青混合液等于7：20～9：20的质量比称取所需质量的纳米硅，并将纳米硅和沥青混合液加入球磨罐；向球磨罐中加入纳米硅的质量的1％～10％的聚乙烯吡咯烷酮PVP，并混合球磨6～8小时，得到第一混合物；将混合物置于烘箱中干燥10～12小时，得到第二混合物；将第二混合物进行破碎过筛；将过筛后的物质置于箱式炭化炉中，通入氮气，流速为40～80L/h；在通入氮气2.5～5小时后开始升温，升温3～6小时后温度达到900～1000℃，保温4～6小时，使沥青裂解，自然冷却后得到锂离子电池硅碳负极材料。CN110877903ACN110877903A权利要求书1/1页1.一种高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将沥青和四氢呋喃按照1:6～1:2的质量比在容器中进行搅拌混合形成沥青混合液；按照纳米硅：沥青混合液等于7：20～9：20的质量比称取所需质量的纳米硅，并将所述纳米硅和所述沥青混合液加入球磨罐；向所述球磨罐中加入所述纳米硅的质量的1％～10％的聚乙烯吡咯烷酮PVP，并混合球磨6～8小时，得到第一混合物；将所述混合物置于烘箱中干燥10～12小时，得到第二混合物；将所述第二混合物进行破碎过筛；将过筛后的物质置于箱式炭化炉中，通入氮气，流速为40～80L/h；在通入氮气2.5～5小时后开始升温，升温3～6小时后温度达到900～1000℃，保温4～6小时，使沥青裂解，自然冷却后得到所述锂离子电池硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨罐采用玛瑙球磨罐，容积为100mL，所述球磨罐使用纯度为95％的二氧化锆锆珠，锆珠量占球磨罐体积为1/3。3.根据权利要求1所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述烘箱的温度为60℃～80℃。4.根据权利要求1所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述容器为烧杯；所述搅拌混合为使用玻璃搅拌棒进行搅拌混合。5.根据权利要求1所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨用于将所述经四氢呋喃溶解的沥青包覆在所述纳米硅的表面，并将所述纳米硅造粒，形成纳米硅颗粒。6.根据权利要求5所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述沥青裂解过程中，生成的碳包覆在所述纳米硅颗粒的表面，形成类石榴型结构的锂离子电池硅碳负极材料。7.根据权利要求1所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述过筛具体为300目筛。8.一种上述权利要求1-7任一所述方法制备得到的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料。9.一种包括上述权利要求8所述的高克容量的锂离子电池硅碳负极材料的锂离子电池。2CN110877903A说明书1/11页高克容量的锂离子电池硅碳负极材料及制备方法和锂电池技术领域[0001]本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种高克容量的锂离子电池硅碳负极材料及制备方法和锂电池。背景技术[0002]随着锂离子电池在电动车、储能领域的快速推广，对高功率密度和高能量密度的要求也日益凸显。[0003]目前商业化的负极材料主要以石墨为主，其理论容量(372mAh/g)偏低，相比较硅的理论容量(4200mAh/g)较高，并具备安全性能好、放电电压低等优点。但是硅在脱嵌锂的过程中伴随着巨大的体积变化，并且在嵌锂过程中会形成较厚的SEI膜，这就会造成其循环性能差、首效低等缺点。[0004]如何改善硅碳负极材料的的循环性能和提高其首效已成为业内研究的焦点。发明内容[0005]