硅复合体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种硅复合体的制备方法。所述方法包括：对硅原料进行湿式粉碎以形成硅溶液；对所述硅溶液进行喷雾干燥以形成硅粉末；对所述硅粉末进行崩解；使用第一沥青涂覆所述硅粉末以形成分散体；使用第二沥青涂覆所述分散体以形成第一复合体；以及将所述第一复合体碳化以形成第二复合体；以及根据预设的粒度标准对所述第二复合体进行分级。准对所述第二复合体进行分级。准对所述第二复合体进行分级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅复合体的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种硅复合体的制备方法。

技术介绍

[0002]最近，随着第四次工业革命的信息通信技术的发展，储能系统(ESS，Energy Storage System)在建设能源基础设施方面备受关注。储能系统是能源基础设施的组成部分，也是实现下一代能源网络的重要组成部分。二次电池被评价为实现这些储能系统的核心技术。
[0003]石墨是一种碳基材料，主要用作现有锂二次电池的负极活性材料，但这存在锂存储容量低(理论容量约为370mAh/g)的问题。因此，为了增加锂二次电池的容量，正在积极进行对作为非碳基负极活性材料之一的硅材料的研究。
[0004]由于硅具有比碳更优异的锂储存能力(理论容量约为4200mAh/g)，因此被评价为可以有助于增加锂二次电池容量的材料。然而，由于硅的每单位重量的储锂容量比现有的石墨高10倍以上，因此在充放电过程中与锂反应，表现出较大的体积变化(300％至400％)。由此，存在锂二次电池的电极损坏或破损的问题，尚未实现商品化。
[0005]上述
技术介绍
是专利技术人为推导本专利技术而拥有或在本专利技术的推导过程中获得的技术信息，其不一定是在提交本专利技术之前向公众公开的已知技术。

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]本专利技术的目的在于提供一种硅复合体的制备方法，其可以最小化硅材料的体积变化并实现高容量的二次电池。然而，这些问题是示例性的，并且本专利技术的范围不限于此。
[0008]技术方案
>[0009]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法包括：对硅原料进行湿式粉碎以形成硅溶液；对所述硅溶液进行喷雾干燥以形成硅微粉；对所述硅粉末进行崩解；使用第一沥青涂覆所述硅微粉以形成分散体；使用第二沥青涂覆所述分散体以形成第一复合体；以及将所述第一复合体碳化以形成第二复合体；以及根据预设的粒度标准对所述第二复合体进行分级。
[0010]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成硅溶液的步骤中，将球和溶剂添加于所述硅原料以进行湿式粉碎，其中，所述硅原料与所述溶剂的比率可以为1：4至1：6，并且可以以1900rpm至3200rpm的粉碎速度进行湿式粉碎1.5小时至8.5小时。
[0011]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成硅溶液的步骤中，可以以1900rpm至2100rpm的粉碎速度进行湿式粉碎1.5小时至4.5小时。
[0012]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成硅微粉的步骤中，喷洒所述硅溶液后，通入热风以获得具有球形颗粒的所述硅微粉，其中，所述硅微粉的粒度可以为100nm至400nm。
[0013]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，所述形成分散体的步骤可以包括：将所述硅微粉分散于人造石墨以形成核；以及使用所述第一沥青对所述核进行干式涂覆。
[0014]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成所述核的步骤中，所述硅微粉与所述石墨的含量比率可以为26：29至35：23。
[0015]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述使用第一沥青进行干式涂覆的步骤中，在120℃以上至150℃的温度下使用所述第一沥青对所述核进行干式涂覆，其中，所述第一沥青的含量可以为15％以上至16％以下。
[0016]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成所述第一复合体的步骤中，所述第二沥青的机械强度可以高于所述第一沥青的机械强度。
[0017]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成所述第一复合体的步骤中，在240℃以上至270℃的温度下使用所述第二沥青对所述分散体进行干式涂覆，其中，所述第二沥青的含量可以为16％以上至17％以下。
[0018]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成所述第一复合体的步骤中，所述第一沥青含量与所述第二沥青含量的总和可以为32％以上至35％以下。
[0019]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，在所述形成所述第二复合体的步骤中，在800℃至1200℃的温度下对所述第一复合体进行热处理1小时至3小时。
[0020]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法，所述崩解的步骤、所述形成分散体的步骤、所述形成第一复合体的步骤以及所述形成第二复合体的步骤中的至少一个以上的步骤可以在惰性气体气氛下进行。
[0021]有益效果
[0022]根据本专利技术实施例的硅复合体的制备方法可以提供一种可以通过使硅材料的体积变化最小化来提高电池的寿命和容量的硅复合体的制备方法。
附图说明
[0023]图1为显示根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法的图。
[0024]图2为图1中第二复合体的扫描电子显微镜(SEM:scanning electron microscope)照片。
[0025]图3为显示图1中分散体与第一复合体的图。
[0026]图4为图1中硅微粉的粒度分布图。
[0027]图5为专利技术例与比较例1的二次电池的容量特性比较图。
[0028]图6为专利技术例与比较例1的二次电池的效率特性比较图。
[0029]图7为现有硅复合体的粒度分布图。
[0030]图8为图7中现有硅复合体的SEM照片。
[0031]图9为比较例2至比较例4的二次电池的效率特性比较图。
[0032]图10为比较例2至比较例4的二次电池的容量特性比较图。
[0033]最佳模式
[0034]根据本专利技术一实施例的硅复合体的制备方法包括：对硅原料进行湿式粉碎以形成硅溶液；对所述硅溶液进行喷雾干燥以形成硅微粉；对所述硅粉末进行崩解；使用第一沥青涂覆所述硅微粉以形成分散体；使用第二沥青涂覆所述分散体以形成第一复合体；以及将
所述第一复合体碳化以形成第二复合体；以及根据预设的粒度标准对所述第二复合体进行分级。
具体实施方式
[0035]本专利技术可以有多种修改，还可以有多种实施例，具体实施例在附图中示出，并在本说明书中详细描述。然而，这并不旨在将本专利技术限制为特定实施例，而应理解为包括本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。在本专利技术的描述中，尽管在其他实施例中已经示出，但相同的组件使用相同的符号。
[0036]可以使用诸如第一、第二等术语来描述各种组件，但是组件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开。
[0037]在本申请中使用的术语仅用于描述特定实施例，并不用于限制本专利技术。在本申请中，“包括”或“具有”等的术语旨在指定说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在，而应理解为不预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在或添加的可能性。
[0038]下面将参考附图所示的本专利技术的实施例来详细描述本专利技术。作为参考，除非本说明书另有说明，％可以指重量百分比(wt％)。
[0039]图1为显示根据本专利技术一实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硅复合体的制备方法，其包括：对硅原料进行湿式粉碎以形成硅溶液；对所述硅溶液进行喷雾干燥以形成硅微粉；对所述硅微粉进行崩解；使用第一沥青涂覆所述硅微粉以形成分散体；使用第二沥青涂覆所述分散体以形成第一复合体；以及将所述第一复合体碳化以形成第二复合体；以及根据预设的粒度标准对所述第二复合体进行分级。2.根据权利要求1所述的硅复合体的制备方法，其中，在所述形成硅溶液的步骤中，将球和溶剂添加于所述硅原料以进行湿式粉碎，其中，所述硅原料与所述溶剂的比率(wt％)为1：4至1：6，以1900rpm至3200rpm的粉碎速度进行湿式粉碎1.5小时至8.5小时。3.根据权利要求2所述的硅复合体的制备方法，其中，在所述形成硅溶液的步骤中，以1900rpm至2100rpm的粉碎速度进行湿式粉碎1.5小时至4.5小时。4.根据权利要求1所述的硅复合体的制备方法，其中，在所述形成硅微粉的步骤中，喷洒所述硅溶液后，通入热风以获得具有球形颗粒的所述硅微粉，其中，所述硅微粉的粒度为100nm至400nm。5.根据权利要求1所述的硅复合体的制备方法，其中，所述形成分散体的步骤包括：将所述硅微粉分散于石墨以形成核；以及使用所述第一沥青对所述核进行干式涂覆。6.根据权利要求5所述的硅复合体的制备方法，其中，在所述形成所述核的步骤中，所述硅微粉与所述石墨的含量比率(wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔锺五，金旼宣，兪钟植，
申请(专利权)人：韩国金属硅股份公司，
类型：发明
国别省市：