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CN110021749A(43)申请公布日2019.07.16(21)申请号201910345491.6B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2019.04.26B82Y40/00(2011.01)(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刘一腾(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)H01M4/38(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图2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：将纳米硅颗粒、有机分散剂、氧化石墨烯以及第一溶剂混合，以便形成第一混合液；对所述第一混合液进行喷雾干燥处理，以便形成所述有机分散剂和所述氧化石墨烯包覆的硅材料；对所述有机分散剂和所述氧化石墨烯包覆的所述硅材料进行烧结处理，以便形成石墨烯-有机碳-硅复合材料，以便形成所述硅碳负极材料。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，循环性能良好，提高了电池的使用性能。CN110021749ACN110021749A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、有机分散剂、氧化石墨烯以及第一溶剂混合，以便形成第一混合液；对所述第一混合液进行喷雾干燥处理，以便形成所述有机分散剂和所述氧化石墨烯包覆的硅材料；对所述有机分散剂和所述氧化石墨烯包覆的所述硅材料进行烧结处理，以便形成石墨烯-有机碳-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，所述纳米硅颗粒和所述有机分散剂的重量比为1：(1-5)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米硅颗粒和所述氧化石墨烯的重量比为1：(0.2-1.5)。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：将所述纳米硅颗粒和所述有机分散剂加入去离子水中并进行搅拌，以便形成第二混合液；将所述氧化石墨烯加入去离子水中并进行搅拌，以便形成第三混合液；将所述第二混合液和所述第三混合液混合，并进行超声分散，以便形成所述第一混合液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机分散剂包括非碳元素掺杂的高分子化合物；任选地，所述非碳元素包括氮、氧、硼、磷以及硅的至少之一。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚酰胺、聚酯以及硅油的至少之一。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米硅颗粒的粒径为20-100nm；任选地，所述氧化石墨烯的层数为1-10层，片径为0.5-6μm。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷雾干燥处理的进风口温度为150-240℃，泵速为0.5-2L/h，风速为0.3-0.5m3/min，高压气体流量为5-30L/min；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。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。2CN110021749A说明书1/8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，但是，目前常用的石墨类负极材料的可逆比容量即将接近理论比容量372mA·h/g的极限，继续提升的空间有限，已经较难满足高能量密度电池需求。近年来，硅碳材料因其极高的理论比容量(4200mAh/g)，被公认为是下一代负极材料，受到了广泛的关注与研究。[0003]然而，目前的硅碳负极材料及其制备方法、电池仍有待改进。发明内容[0004]本申