用于锂离子电池的硅碳复合负极材料、其制备方法和应用

摘要

本发明适用于新材料领域，提供了一种用于锂离子电池的硅碳复合负极材料、其制备方法和应用。该负极材料为核壳式复合结构，由纳米硅为核、中间层无定形碳和最外层一维纳米碳材料组成。其中中间层的无定形碳，形成可伸缩性的疏松表面结构，使硅的循环性能和倍率性能得到提升；最外层的一维纳米碳材料构建的网络结构不仅起到了缓冲机械应力的作用，而且为硅活性颗粒提供了快速导电通道，进一步提高硅的循环性能和倍率性能；同时，一维纳米碳材料形成的三维导电导热网络，可将电池放电过程中产生的热量及时传导到周围空间，提高电池的安全性能。本发明用于锂离子电池的硅碳复合负极材料制备方法工艺简单易行、环保节能、成本低廉，易于产业化。

主权项

一种用于锂离子电池的硅碳复合负极材料制备方法，所述硅碳复合负极材料为核壳结构，包括核体和依次包覆于核体的中间层及最外层，所述核体为纳米硅，所述中间层为无定形碳，所述最外层为一维纳米碳材料；所述硅碳复合负极材料制备方法包括如下步骤：将纳米硅颗粒和有机碳源分散于有机溶剂中，干燥后在惰性气氛及温度为300～600℃条件下微波加热2～180分钟，冷却得到无定形碳包覆纳米硅颗粒，所述有机碳源选自柠檬酸、酚醛树脂、蔗糖的一种或几种；将所述无定形碳包覆纳米硅颗粒、纳米碳材料分散于有机溶液中，于100～400℃温度下喷雾裂解，得到用于锂离子电池的硅碳复合负极材料。