申请/专利权人：长沙矿冶研究院有限责任公司

申请日：2021-12-28

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN114447294B

主分类号：H01M4/36

分类号：H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.05.24#实质审查的生效;2022.05.06#公开

摘要：本发明提供了一种高致密结构的硅碳复合负极材料及其制备方法，硅碳复合负极材料包括硅石墨复合内核，其包括多层片状石墨和纳米硅，片状石墨呈取向排列，纳米硅位于片状石墨之间，形成三明治结构，硅石墨复合内核中各颗粒的间隙中填充有碳材料；硅石墨复合内核外包覆碳层。制备方法包括以下步骤：纳米硅和片状石墨或片状石墨与其他碳材料的组合物分散于溶剂中，超声，加入粘结剂，混匀；所得硅石墨浆液涂覆于高分子底材，干燥，得片层材料；堆叠后热压；焙烧；粉碎、整形；碳包覆处理；解聚、过筛；本发明材料致密度大、强度高，解决了硅碳负极应用于电池中循环不佳和体积能量密度提升受限的问题。

主权项：1.一种高致密结构的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将纳米硅和片状石墨分散于溶剂中，或将纳米硅、片状石墨与其他碳材料的组合物分散于溶剂中，超声处理后，加入粘结剂，混合均匀，得到硅石墨浆液；（2）将所述硅石墨浆液通过流延法涂覆于高分子底材上，干燥处理后，得到带高分子底材和硅石墨涂层的片层材料；将所述片层材料先进行辊压处理，得到辊压片层材料；（3）将多个辊压片层材料堆叠后进行热压处理，得到硅石墨坯料；所述辊压片层材料堆叠时高分子底材一面均朝下或均朝上堆叠；（4）将上述步骤得到所述硅石墨坯料置于烧结炉中进行焙烧，得到硅石墨烧坯；所述焙烧时，在烧结炉中并通入保护气体，保护气体为氮气或氩气；所述焙烧温度为600~1100℃，保温时间为0.5~10h；（5）将所述硅石墨烧坯经粉碎、整形，得到硅石墨复合颗粒；所述粉碎具体为将硅石墨烧坯依次经鄂破机、粉碎机处理，鄂破后所得材料的中值粒径为1~3mm，粉碎后所得材料的中值粒径为7.5~20μm；所述整形为将粉碎后所得材料投入带有整形功能的粉碎设备中进行颗粒修整，整形后所得材料的中值粒径为7~15μm；（6）将所述硅石墨复合颗粒与有机碳混合后进行包覆处理，包覆处理温度为800~1100℃，时间为2~4h；所述有机碳材料为沥青或树脂粉末；所述硅石墨复合颗粒与有机碳的重量比为2:1~10:1；（7）将经步骤（6）所得材料进行解聚和过筛，得到硅碳复合负极材料。

全文数据：

权利要求：

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