【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电子负极材料制备，具体的说是一种复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着5g技术和人工智能的发展，汽车工业迎来了翻天覆地的技术改革和升级。无人驾驶、人车互联、人工智能、大数据将成为下一次工业革命的主战场，而新能源电动汽车是这些技术最好的载体。因此发展新能源车已成为推动经济社会可持续发展的重要引擎。锂离子电池是当今新能源汽车领域的主流动力能源，是电动汽车的“心脏系统”，对能否完全替代燃油车起着决定性的作用。为保证电动汽车电池的性能及用户的充电体验，要求电池具有较快的充电速度，较高的能量密度及良好的高、低温充放电性能等。目前限制纯电动汽车进一步发展的关键瓶颈问题是其动力能源不能像燃油车一样快速的进行能源补充，即汽车用动力锂离子电池的快充性能不能满足要求。
2、硅基负极材料被普遍认为是下一代的电池负极材料，其具备高容量、来源丰富、相对安全等优势。但是，硅基负极材料在循环过程中存在剧烈的体积膨胀效应，会造成负极材料粉化、破碎，从而导致负极材料的循环衰减很快。在现有技术中，为减小硅基负极材料在循环过程中的体积膨胀效应，通常会对硅基负极材料进行碳包覆处理，由此制得的硅基负极材料的体积膨胀效应得到一定缓解，但仍存在导电性较差，必须与石墨混合使用，且在使用中必须加导电剂等缺点，导致其在新能源汽车上的应用受到了限制。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种复合负极材料及其制备方法，通过本专利技术的制备方法制备的复合负极材料同时包含碳包覆硅
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：
3、一方面，本专利技术公开了一种复合负极材料的制备方法，利用该方法能够制备出同时包含碳包覆硅氧碳粉末和导电炭黑的复合负极材料；
4、所述复合负极材料的制备方法主要包括如下步骤：
5、(1)准备原料：称取硅粉、二氧化硅粉和多孔炭粉；
6、(2)装炉：将硅粉和二氧化硅粉按照1:(1.5～3)的质量比置于真空炉的加热区；将多孔炭粉按照多孔炭粉：(硅粉和二氧化硅粉的总量)＝1：(0.5～1)的质量比装入真空炉的冷却区；
7、(3)煅烧：装炉完成后，将真空炉密封后抽真空至0.05pa以下，以10℃/min的加热速度将加热区升温至1200℃～1400℃，保温3～5h，冷却至室温，过程中生成的一氧化硅气体扩散至冷却区并与多孔炭发生沉积融合，取出后进行粉碎分级处理，得到硅氧碳复合颗粒；
8、(4)碳包覆和原位生成导电炭黑：以乙炔为碳源，对粉碎后的硅氧碳复合颗粒进行气相沉积，在其表面包覆碳层，得到碳包覆硅氧碳粉末；同时能够在反应腔中在400-700℃的温度下原位生成导电炭黑，最终得到同时包含碳包覆硅氧碳粉末和导电炭黑的复合负极材料；
9、(5)筛分：对制备的复合负极材料采用振动筛进行筛分，得到粒径为d50:8±1μm的复合负极材料。
10、进一步地，硅粉的纯度99.9％，粒度d50≤8μm。
11、进一步地，二氧化硅粉的纯度不低于99.5％，粒度d50≤8μm；
12、进一步地，多孔炭粉的纯度在99.9％以上，d50:5μm～7μm；孔容0.5～1.0ml/g，比表面积为1000～2000m2/g。
13、进一步地，复合负极材料中，导电炭黑占比为0.5％～5％。
14、优选地，复合负极材料中，导电炭黑占比为1％～3％。
15、另一方面，本专利技术公开了一种采用上述的制备方法制备的复合负极材料。
16、有益效果：
17、1、本专利技术材料因复合有多孔炭且过程中已生成导电炭黑，因此电阻率低，快充性能好；另外，材料中采用的硅氧和多孔炭复合，多孔炭中的孔隙给硅氧颗粒的膨胀提供的缓冲空间，使整体材料的膨胀减小，循环性能提升；本材料中已含有多孔炭和导电炭黑，因此在使用时不需另外再添加起导电作用的石墨、导电剂、碳纳米管等。
18、2、本专利技术在制备复合负极材料时，(1)准备原料，控制原料的纯度和多孔炭的孔隙的指标，为了确保产品的性能；(2)装炉、煅烧：按照比例将硅和二氧化硅原料装入加热区，在真空条件下，高温加热生成一氧化硅气体；在冷却区装入多孔炭，使一氧化硅气体在此处与多孔炭融合冷却固化；(3)碳包覆和原位生成炭黑，对粉碎后的硅氧碳复合颗粒进行碳包覆和原位生成导电炭黑，进一步增加其导电性能。
19、3、本申请提供的复合负极材料的制备方法，不仅能改善材料的电化学性能，适合大规模生产，而且能够有效提高锂电池的倍率性能及循环稳定性。
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1.一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，利用该方法能够制备出同时包含碳包覆硅氧碳粉末和导电炭黑的复合负极材料；
2.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，硅粉的纯度99.9%，粒度D50≤8μm。
3.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，二氧化硅粉的纯度不低于99.5%，粒度D50≤8μm。
4.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，多孔炭粉的纯度在99.9%以上，D50:5μm～7μm；孔容0.5～1.0ml/g，比表面积为1000～2000m2/g。
5.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，复合负极材料中，导电炭黑占比为0.5%～5%。
6.根据权利要求5所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，复合负极材料中，导电炭黑占比为1%～3%。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的方法制备的复合负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，利用该方法能够制备出同时包含碳包覆硅氧碳粉末和导电炭黑的复合负极材料；
2.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，硅粉的纯度99.9%，粒度d50≤8μm。
3.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，二氧化硅粉的纯度不低于99.5%，粒度d50≤8μm。
4.根据权利要求1所述的一种复合负极材料的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：高贵华，
申请(专利权)人：洛阳联创锂能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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