[发明专利]人造石墨为载体的锂电池硅碳复合负极材料的制备和应用

摘要

本发明提供了一种人造石墨为载体的锂电池硅碳复合负极材料的制备和应用。所述方法包括将纳米硅、人造石墨溶于分散剂得到均匀分散液后，再加入有机碳源，搅拌均匀后将混合液送入闭式循环喷雾干燥机制备复合前驱粉体，然后在300～700℃下预烧3～10h，得到一次碳包覆的硅碳复合材料；然后再将一次碳包覆的硅碳复合材料与有机碳源进一步溶于分散剂中，搅拌得到均匀混合液，将均匀混合液经过第二次闭式循环喷雾干燥机制备复合粉体，接着在700～1000℃下加热6～18h，最后得到所述人造石墨为载体的锂电池硅碳复合负极材料。本发明制备得到的锂电池硅碳复合负极材料应用于锂电池后，表现出首次充放电效率高、比容量高以及循环性能好等优秀的电化学性能。

主权项

一种人造石墨为载体的锂电池硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括制备一次碳包覆的硅碳复合材料，或是将所述一次碳包覆的硅碳复合材料进行一次以上的再包覆工艺；其中制备一次碳包覆的硅碳复合材料的方法如下：（1）将纳米硅加入到无水乙醇中，并加入分散剂，然后超声0.5～2h，得到混合液A；其中混合液A的固含量在30%以内；（2）将有机碳源加入到溶剂中并搅拌0.5～2h，得到混合液B；（3）将人造石墨加入到无水乙醇中，并搅拌0.5～2h，得到混合液C；（4）将步骤（1）得到的混合液A和步骤（2）得到的混合液B加入到步骤（3）得到的混合液C中，加入无水乙醇使整个分散体系的固含量为10～30%，并搅拌1～5h，得到混合液D；然后将混合液D进行闭式循环喷雾干燥制粉，得到前驱体A；（5）将步骤（4）得到的前驱体A在惰性气体环境中升温至300～700℃，恒温保持3～10h，得到一次碳包覆的硅碳复合材料即为所述人造石墨为载体的锂电池硅碳复合负极材料；其中再包覆工艺的步骤如下：（a）将一次碳包覆的硅碳复合材料分散于无水乙醇中，搅拌0.5～2h，得到混合液E；其中混合液E的固含量在30%以内；（b）将有机碳源加入溶剂，搅拌0.5～2h，得到混合液F；（c）将步骤（b）得到的混合液F加入步骤（a）得到的混合液E中，加入无水乙醇使整个分散体系的固含量为10～30%，并搅拌1～5h，得到混合液G；然后将混合液G进行闭式循环喷雾干燥制粉，得到前驱体B；（d）将步骤（c）得到的前驱体B在惰性气体环境中升温至700～1000℃，恒温保持6～18h，得到所述人造石墨为载体的锂电池硅碳复合负极材料。