一种硅基负极材料的制备方法、负极材料和电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105789576B(45)授权公告日2018.05.15(21)申请号201610139926.8(51)Int.Cl.(22)申请日2016.03.11H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)(65)同一申请的已公布的文献号H01M4/587(2010.01)申请公布号CN105789576AH01M4/62(2006.01)(43)申请公布日2016.07.20H01M10/0525(2010.01)(73)专利权人江西紫宸科技有限公司(56)对比文件地址330700江西省宜春市奉新县奉新工CN1374712A,2002.10.16,业园区CN104752696A,2015.07.01,专利权人上海璞泰来新能源科技股份有限US2014/0038042A1,2014.02.06,公司WO2011/068911A2,2011.06.09,中国科学院物理研究所CN103560234A,2014.02.05,(72)发明人罗飞刘柏男陆浩褚赓李辉CN103346305A,2013.10.09,张志清刘芳冯苏宁李泓审查员张钰陈卫(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代理人李楠权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种硅基负极材料的制备方法、负极材料和电池(57)摘要本发明公开了一种硅基负极材料的制备方法、负极材料和电池，所述制备方法包括：将碳材料、硅材料、适量的粘接剂和导电剂混合制备浆料；对所述浆料进行喷雾干燥造粒或挤压混捏造粒，得到粒度大小为5μm～35μm的颗粒；将所述颗粒置于回转烧结炉内，在800℃～1100℃惰性气氛下进行烧结，保温两小时得到烧结后的块状材料；将块状材料打散，使用液体沥青或树脂对所述打散的材料进行浸泽；再将浸泽后的材料置于回转烧结炉内进行烧结，并将得到的材料再次打散；在800℃～1100℃使用表面包覆材料将再次打散的颗粒进行表面包覆处理，即得到硅基负极材料。CN105789576BCN105789576B权利要求书1/2页1.一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将20wt％～95wt％的碳材料、0.1wt％～50wt％的硅材料、适量的粘接剂和0.01wt％～5wt％的导电剂混合制备浆料；其中，所述碳材料、硅材料、粘接剂和导电剂的重量百分数之和为100％；所述碳材料包括：天然石墨、人造石墨、石墨碎、中间相碳微球、软碳或硬碳中的一种或多种；所述导电剂包括：炭黑、乙炔黑、炉黑、科琴碳、碳纳米管、导电纤维中的一种或多种；对所述浆料进行喷雾干燥造粒或挤压混捏造粒，得到粒度大小为5μm～35μm的颗粒；将所述颗粒置于回转烧结炉内，以2℃/min～5℃/min的升温速率升温至800℃～1100℃，在惰性气氛下进行烧结，保温时间为两小时，之后冷却至室温，得到烧结后的块状材料；将所述块状材料打散至颗粒大小为5μm～35μm；使用液体沥青或树脂对所述打散的材料进行浸泽；再将浸泽后的材料置于回转烧结炉内，以2℃/min～5℃/min的升温速率升温至800℃～1100℃，在惰性气氛下进行烧结，保温时间为两小时，之后冷却至室温，并将得到的材料再次打散至颗粒大小为5μm～35μm；在800℃～1100℃使用表面包覆材料将所述再次打散的颗粒进行表面包覆处理，即得到所述硅基负极材料；所述表面包覆材料包括：质量比为0.1％～10％的纳米氧化铜、纳米氧化镁、纳米氧化钛、纳米氧化铝、硬碳、软碳、纳米石墨、石墨片或石墨烯中的一种或者几种的混合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料的颗粒大小为0.5μm～10μm；所述硅材料包括：纳米硅，氧化亚硅，无定型硅合金中的一种或多种；所述粘接剂包括：沥青、树脂、纤维素中的一种或多种；所述导电纤维包括碳纤维。3.一种基于上述权利要求1或2所述的制备方法制备得到的硅基负极材料，其特征在于，所述负极材料由A物质、B物质、C物质和D物质构成；所述负极材料的粒度分布D50为5μm～35μm；所述A物质包括：纳米硅、氧化亚硅或无定型硅合金中的一种或多种；所述B物质包括：天然石墨、人造石墨、石墨碎、中间相碳微球、软碳或硬碳中的一种或多种组合；所述C物质包括：炭黑、乙炔黑、炉黑、科琴碳、碳纳米管、导电纤维中的一种或多种组合；所述D物质包括：软碳、硬碳或大分子聚合物中的一种或多种；所述B物质的微观形貌为层状结构，层间距在0.3nm～0.4nm之间，所述D物质均匀弥散分布在所述B物质的表面及周围，所述A物质和C物质分别均匀弥散分布在所述B物质中。4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，所述A物质在负极材料中所占重量比为0.1％～50