硅碳负极材料及其制备方法、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CN110034291A(43)申请公布日2019.07.19(21)申请号201910346290.8(22)申请日2019.04.26(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华城中路168号(72)发明人郑军华王亚州李星烁(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代理人赵天月(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/48(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称硅碳负极材料及其制备方法、电池(57)摘要本发明公开了硅碳负极材料及其制备方法、电池。具体地，本发明提出了一种制备硅碳负极材料的方法，包括：将二氧化硅纳米颗粒、氧化石墨烯和第一溶剂混合，以便形成第一混合液；将壳聚糖溶于第二溶剂中，以便形成第二混合液；将第一混合液和第二混合液进行混合，以便形成第三混合液；对第三混合液进行烘干处理，以便形成壳聚糖-氧化石墨烯-二氧化硅复合材料；对壳聚糖-氧化石墨烯-二氧化硅复合材料进行烧结处理，以便形成有机碳-石墨烯-二氧化硅复合材料，以便形成硅碳负极材料。由此，该方法操作简便，且利用该方法所制备的硅碳负极材料形成电池的负极后，负极的膨胀率较低，克容量较高，循环性能以及倍率性能良好，提高了电池的使用性能。CN110034291ACN110034291A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：将二氧化硅纳米颗粒、氧化石墨烯以及第一溶剂混合，以便形成第一混合液；将壳聚糖溶于第二溶剂中，以便形成第二混合液；将所述第一混合液和所述第二混合液进行混合，以便形成第三混合液；对所述第三混合液进行烘干处理，以便形成壳聚糖-氧化石墨烯-二氧化硅复合材料；对所述壳聚糖-氧化石墨烯-二氧化硅复合材料进行烧结处理，以便形成有机碳-石墨烯-二氧化硅复合材料，以便形成所述硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一混合液中，所述氧化石墨烯和所述二氧化硅纳米颗粒的质量比为1：(1-6)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三混合液中，所述氧化石墨烯和所述壳聚糖的质量比为1：(2-8)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成第一混合液进一步包括：将所述氧化石墨烯加入所述第一溶剂中，以便形成氧化石墨烯分散液；将所述二氧化硅纳米颗粒加入所述氧化石墨烯分散液中，并进行搅拌；将添加了所述二氧化硅纳米颗粒的所述氧化石墨烯分散液进行球磨，以便形成所述第一混合液，其中，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5-10mg/mL。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二溶剂为水和酸的混合溶剂，所述酸包括醋酸、盐酸、磷酸的至少之一；任选地，所述壳聚糖的粘度为100-6000mPa.s。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述形成第三混合液进一步包括：将所述第一混合液滴加入所述第二混合液的凝结浴中，同时进行搅拌。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干处理包括：将所述第三混合液进行离心处理，离心速度为800-1200rpm，得到固体复合物；在真空氛围中对所述固体复合物进行烘干，烘干温度为70-90℃，以便形成所述壳聚糖-氧化石墨烯-二氧化硅复合材料；任选地，所述烧结处理在惰性气体和氢气的混合气体氛围中进行，所述烧结处理的升温速率为3-15℃/min，温度升至650-900℃，保温0.5-4h。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒，所述二氧化硅纳米颗粒的粒径为5-50nm；任选地，所述氧化石墨烯的层数为1-10层，片径为0.2-20μm。9.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料是由权利要求1-8任一项所述的方法制备的。10.一种电池，其特征在于，包括：正极；负极，所述负极包括权利要求9所述的硅碳负极材料；隔膜，所述隔膜设置在所述正极与所述负极之间；以及电解液，所述正极的至少一部分、所述负极的至少一部分以及所述隔膜的至少一部分浸没在所述电解液中。2CN110034291A说明书1/9页硅碳负极材料及其制备方法、电池技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及硅碳负极材料及其制备方法、电池。背景技术[0002]目前，锂离子电池因其电压稳定、容量高、能量密度大、循环寿命长、环境友好等优势，被广泛应用于摄像机、移动电话、笔记本电脑、电动交通工具等设备上。锂离子电池的负极材料是决定其性能的关键因素，其中，石墨因价格较为低廉，在电池负极材料领域占有重大份额，