硅碳负极材料及制备方法、锂离子电池.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CN111435736A(43)申请公布日2020.07.21(21)申请号201911406217.1(22)申请日2019.12.31(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人赵通郑军华李星烁(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人尚伟净(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/134(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称硅碳负极材料及制备方法、锂离子电池(57)摘要本发明公开了硅碳负极材料及制备方法、锂离子电池。该方法包括：将纳米硅颗粒、氧化石墨烯分散液、有机分散剂进行混合，获得混合液；对所述混合液进行喷雾干燥处理，并对经所述喷雾干燥处理获得的产物进行碳化处理，以获得所述硅碳负极材料，其中，所述氧化石墨烯的片径为所述纳米硅颗粒粒径的35-45倍。由此，利用该方法获得的硅碳负极材料具有较低的膨胀率以及良好的循环性能，使得应用该硅碳负极材料的锂离子电池具有良好的使用性能。CN111435736ACN111435736A权利要求书1/1页1.一种制备硅碳负极材料的方法，其特征在于，包括：将纳米硅颗粒、氧化石墨烯分散液、有机分散剂进行混合，获得混合液；对所述混合液进行喷雾干燥处理，并对经所述喷雾干燥处理获得的产物进行碳化处理，以获得所述硅碳负极材料，其中，所述氧化石墨烯的片径为所述纳米硅颗粒粒径的35-45倍。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米硅颗粒与所述氧化石墨烯的质量比为(1:10)～(10:1)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的固含量为0.5％-2.5％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的片径为0.05-10μm；任选的，所述纳米硅颗粒的粒径为30-150nm。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的片径通过高速剪切、高能超声、球磨或者高速搅拌进行调控；任选的，所述氧化石墨烯的片径通过高速剪切进行调控，所述高速剪切的转速为20000-28000rpm，所述高速剪切的时间为0.5-3h。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：将所述纳米硅颗粒与所述氧化石墨烯分散液进行混合，获得第一混合液；对所述第一混合液进行第一喷雾干燥处理，获得第一产物；将所述第一产物与所述有机分散剂进行混合，获得第二混合液；对所述第二混合液进行第二喷雾干燥处理，获得第二产物；对所述第二产物进行所述碳化处理，获得所述硅碳负极材料。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有机分散剂中溶质的质量为所述第一产物质量的0.1-10倍；任选的，所述有机分散剂中的溶质包括聚乙烯吡咯烷酮、聚多巴胺、聚丙烯腈、聚吡咯、沥青、葡萄糖以及蔗糖的至少之一。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一喷雾干燥处理和所述第二喷雾干燥处理的参数分别独立的为：进风口温度为150-240℃，环风机风速为20-100m3/h，溶液泵上液量为10-80mL/h，压缩空气流量为10-25NL/min，通针时间间隔为2-120秒；任选的，所述碳化处理在惰性气体和氢气的混合气中进行，所述氢气的压强与所述混合气的总压强的比例为0-10％，所述碳化处理的温度为600-1000℃，所述碳化处理的时间为0.5-3h，所述碳化处理的升温速度为1-10℃/min。9.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料是利用权利要求1-8任一项所述的方法制备的。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括负极片，所述负极片包括权利要求9所述的硅碳负极材料。2CN111435736A说明书1/9页硅碳负极材料及制备方法、锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池领域，具体地，涉及硅碳负极材料及制备方法、锂离子电池。背景技术[0002]锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、重量轻、自放电率小等优点，广泛应用于手机、笔记本电脑、可穿戴设备等小型便携式设备以及新能源汽车中。相较于小型便携式设备，新能源汽车对锂离子电池性能的要求更高。目前，锂离子电池主要以石墨材料为负极活性物质，其理论容量仅为372mAh·g-1，无法满足新能源汽车对高性能锂离子电池的要求。硅的理论容量为4200mAh·g-1，超出石墨材料一个数量级，同时硅的价格低廉、加工过程环境友好且具有较低的嵌锂电位，因此，受到广泛关注和研究。[0003]然而，目前的硅碳负极材料及制备方法、锂离子电池仍有待改进。发明内容[0004]本发