【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池用Si／石墨／C复合材料的制备方法，属于锂离子电池负极材料领域。
技术介绍
近年来，硅基材料以其巨大的储锂容量(理论比容量4200mAh／g)，略高于碳材料的放电平台，以及在地壳中的储量丰富等优点而备受关注，是一种非常有发展潜力的二次锂离子电池负极材料。但迄今为止，以硅基材料为负极的锂离子电池并未进入商品市场，主要原因是硅基负极材料在充放电循环过程中，伴随着锂离子的嵌入和脱出会产生巨大的体积变化，体积变化会造成电极结构的破坏，导致电极循环性能急剧下降。研究证实采用纳米硅材料能够显著提高硅基材料的循环性能。然而纳米硅材料比表面积较大，易团聚，难分散。较大的比表面积会造成副反应的增加和SEI膜的形成，从而产生自放电、循环性能差等问题。复合化可以有效提高纳米硅材料的电化学性能，将纳米硅材料分散到复合基体中，利用基体来缓冲硅材料的体积膨胀，可以保持整个电极的完整性以及电极活性材料间的电子接触。复合结构能够快速传导电子和锂离子，保持整个电极结构的稳定，同时基体材料还可以起到隔离作用，缓解循环过程中纳米硅材料的团聚。硅碳复合是目前研究认为最有效的硅基材料的改性方式，按照硅在碳基体中的分布方式，硅碳复合可以分为核壳型和嵌入型。核壳型主要是通过化学气相沉积在硅材料表面沉积碳包覆层，碳包覆可以抑制SEI膜的生成，缓解硅体积膨胀对电极结构的破坏；嵌入型主要是将硅材料...
【技术保护点】
一种锂离子电池用硅／石墨／碳复合材料的制备方法，其特征在于：以纳米硅材料为硅源，商业化的碳负极材料为基体，碳的无机物或碳的有机物为碳源化合物，将所述纳米硅材料负载于所述碳负极材料基体，同时结合高温热解方法，热解碳的无机物或碳的有机物包覆所述纳米硅材料，所述纳米硅材料的含量为1‑69重量％；所述碳负极材料的含量为30‑98重量％；所述纳米硅材料表面包覆的无定形碳层含量为1‑10重量％。主要步骤如下：(1)纳米硅材料的分散：准确称取纳米级硅材料，并加入球磨介质，纳米硅材料与球磨介质的质量比为：1：1‑1：200；在超细磨设备中分散0.5‑60小时，得到纳米硅材料浆料；(2)硅碳复合：按照上述的锂离子电池用Si／石墨／C复合材料的成分和含量准确称取碳负极材料，对于碳源化合物来说，所述的碳源化合物按照纳米硅材料和碳负极材料的总质量1‑30重量％计量称取，将所称取的碳负极材料和碳源化合物加入球磨介质，碳负极材料与球磨介质的质量比为：1：1‑1：200；再一起加入步骤(1)中分散均匀的纳米硅材料浆料中，在超细磨设备中二次研磨0.5‑60小时，获得复合乳液；(3)复合乳液干燥：将步骤(2)所得复合乳...
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用硅／石墨／碳复合材料的制备方法，其特征在
于：以纳米硅材料为硅源，商业化的碳负极材料为基体，碳的无机物
或碳的有机物为碳源化合物，将所述纳米硅材料负载于所述碳负极材
料基体，同时结合高温热解方法，热解碳的无机物或碳的有机物包覆
所述纳米硅材料，所述纳米硅材料的含量为1-69重量％；所述碳负极
材料的含量为30-98重量％；所述纳米硅材料表面包覆的无定形碳层
含量为1-10重量％。主要步骤如下：
(1)纳米硅材料的分散：准确称取纳米级硅材料，并加入球磨介
质，纳米硅材料与球磨介质的质量比为：1：1-1：200；在超细磨设备中
分散0.5-60小时，得到纳米硅材料浆料；
(2)硅碳复合：按照上述的锂离子电池用Si／石墨／C复合材料的
成分和含量准确称取碳负极材料，对于碳源化合物来说，所述的碳源
化合物按照纳米硅材料和碳负极材料的总质量1-30重量％计量称取，
将所称取的碳负极材料和碳源化合物加入球磨介质，碳负极材料与球
磨介质的质量比为：1：1-1：200；再一起加入步骤(1)中分散均匀的纳
米硅材料浆料中，在超细磨设备中二次研磨0.5-60小时，获得复合乳
液；
(3)复合乳液干燥：将步骤(2)所得复合乳液进行喷雾干燥，
得到前躯体粉末；
(4)前躯体粉末热解：将步骤(3)所得前躯体粉末在惰性气体
保护下于300-1200℃热解温度条件下热处理5-100小时，冷却后得到
本发明所制备的粉末状Si／石墨／C复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用Si／石墨／C复合材料
的制备方法，其特征在于：所述的纳米级硅材料为纳米硅颗粒、纳米
硅线、纳米硅管的一种或是一种以上的纳米硅材料，其中，所述的纳
米硅颗粒为任何一种颗粒形貌。
3.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨娟玉，李涛，卢世刚，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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