本发明专利技术公开了一种褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料制备方法，利用柠檬酸作为碳源，尿素作为结构导向剂，与硅/石墨或氧化亚硅/石墨进行混合后热处理得到褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料。该材料的特点是硅/石墨或氧化亚硅/石墨被褶皱的片状碳材料包覆并连接在一起，褶皱碳可以缓冲硅基材料的体积效应，且可以形成连续导电网络提高复合材料的电导率。本发明专利技术的褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料具有良好的循环稳定性和较高的储锂容量，且制备过程简单、成本较低。成本较低。成本较低。
【技术实现步骤摘要】
一种褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，特别地涉及一种褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料及制备方法，属于锂离子电池负极材料的
技术介绍
[0002]硅基锂离子电池负极材料具有高的比容量，包括纯硅以及氧化亚硅。但硅基锂离子电池负极材料在充放电过程中存在体积效应，嵌锂时会体积会发生膨胀，如纯硅嵌锂时体积可膨胀超过300％，易造成材料颗粒粉化、无法形成稳定的SEI膜等问题，对锂离子电池的性能具有显著的影响。近年来，人们将纯硅以及氧化亚硅与商业化石墨负极材料进行一定比例混合减小其体积膨胀，此外还将纯硅以及氧化亚硅与碳进行复合提高其电化学性能，碳可以提高纯硅以及氧化亚硅的导电性，而且可以较好地缓解其体积膨胀，在文献和专利中已经有很多报道。然而，常规碳包覆碳的复合方法颗粒之间多为点接触，电子传输通道较少且仍会发生包覆层破裂难以形成稳定界面的问题，鲜有报道有简单的方法可以对纯硅以及氧化亚硅进行碳包覆并且形成连续导电网络。
技术实现思路
[0003]为解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料及制备方法，以使其具有制备方法简单且循环稳定性好等优点。
[0004]本专利技术为实现目的，采用如下技术方案：
[0005]一种褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，是按如下步骤进行：
[0006](1)原料混合
[0007]将柠檬酸、尿素以及锂离子电池负极活性材料分散在乙醇水溶液中加热后，蒸干，得到前驱体，其中锂离子电池负极活性材料为硅/石墨或氧化亚硅/石墨；
[0008](2)高温碳化
[0009]将所得前驱体在惰性气氛下热处理得到褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料。
[0010]本专利技术中，“硅/石墨”是指硅和石墨，以硅和石墨的总质量计，其中硅的质量百分数为5～100wt％。
[0011]本专利技术中，“氧化亚硅/石墨”是指氧化亚硅和石墨，以氧化亚硅和石墨的总质量计，其中氧化亚硅的质量百分数为5～100wt％。
[0012]本专利技术中的术语“高温”是指温度为600～1000℃。
[0013]进一步地，所述的惰性气氛是氩气气氛。
[0014]进一步地，步骤(1)中，所述硅/石墨作为锂离子电池负极活性材料，以硅和石墨的总质量计，其中硅的质量百分数为5～100wt％；例如，硅的质量百分数为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、
40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％或100wt％。
[0015]进一步地，步骤(1)中，所述氧化亚硅/石墨作为锂离子电池负极活性材料，以氧化亚硅和石墨的总质量计，其中氧化亚硅的质量百分数为5～100wt％；例如，氧化亚硅的质量百分数为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％或100wt％。
[0016]进一步地，步骤(1)中，所述锂离子电池负极活性材料与柠檬酸的质量比为1～5:5(例如，所述锂离子电池负极活性材料与柠檬酸的质量比为1:5、1.5:5、2:5、2.5:5、3:5、3.5:5、4:5、4.5:5或5:5)，尿素与柠檬酸的质量比为1～20:1(例如，尿素与柠檬酸的质量比为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1)。
[0017]进一步地，步骤(1)中，所述加热温度为50～90℃(例如，加热温度为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃)，加热时间为1～5小时(例如加热时间为1小时、2小时、3小时、4小时或5小时)。
[0018]进一步地，步骤(2)中，所述热处理气氛为氮气或氩气。
[0019]进一步地，步骤(2)中，所述热处理温度600～1000℃(例如热处理温度为600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃、720℃、740℃、760℃、780℃、800℃、820℃、840℃、860℃、880℃、900℃、920℃、940℃、960℃、980℃或1000℃)，热处理时间1～5小时(例如热处理时间为1小时、2小时、3小时、4小时或5小时)。
[0020]进一步地，步骤(2)中，所述热处理升温速率为1～10℃/min(例如，所述热处理升温速率为1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)原料混合将柠檬酸、尿素以及锂离子电池负极活性材料分散在乙醇水溶液中加热后，蒸干，得到前驱体，其中锂离子电池负极活性材料为硅/石墨或氧化亚硅/石墨；(2)高温碳化将所得前驱体在惰性气氛下热处理得到褶皱碳复合的硅基锂离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述硅/石墨作为锂离子电池负极活性材料，以硅和石墨的总质量计，其中硅的质量百分数为5～100wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述氧化亚硅/石墨作为锂离子电池负极活性材料，以氧化亚硅和石墨的总质量计，其中氧化亚硅的质量百分数为5～100wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述锂离子电池负极活性...
【专利技术属性】
技术研发人员：范小明，蔡婷，张卫新，苏建徽，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
国别省市：
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