一种锂离子电池用硅碳复合负极材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种锂离子电池用硅碳复合负极材料，它由核心材料、掺杂材料和壳体材料构成，用壳体材料包覆核心材料，所述核心材料为人造石墨微粒，所述掺杂材料为热解硅微粒，所述壳体材料为热解碳。本发明还提供一种锂离子电池用硅碳复合负极材料的制备方法。本发明在保持硅的高比容量优势的同时，提高材料的循环稳定性，以提高负极材料的质量比容量，进一步减小电池的体积，满足日益发展的便携式移动电源对高比容量电池的需求。本发明操作工艺简单，反应容易控制，制备得到硅基复合材料中硅的含量定量控制，在保持硅的高比容量的同时，有效提升了循环性能，大大高于其他方法制得硅基负极材料，具有良好的市场前景。

主权项

一种锂离子电池用硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于该负极材料由核心材料、掺杂材料和壳体材料构成，用壳体材料包覆核心材料，所述核心材料为人造石墨微粒，所述掺杂材料为热解硅微粒，通过将气态相热解硅前躯体热解反应，形成硅微粒镶嵌于人造石墨微粒中，所述壳体材料为热解碳，所述方法包括以下步骤：1）、将原料人造石墨微粒均匀分布在热解反应槽中，反应槽体放置在热解反应器的恒温区；2）、热解反应器在惰性气氛的保护下，以5~50 ℃/min的升温速率升温至预定的热解温度，热解温度为500~1000 ℃；3）、关闭惰性气源，将气态相热解硅前躯体按照50~500 ml/min的流量进入热解反应器，反应30min~5h后，关闭热解硅前躯体气源；4）、将气态相热解碳前躯体按照50~500 ml/min的流量进入热解反应器，反应30min‑5h后，关闭热解碳前躯体气源，打开惰性保护气源；5）、将热解反应器自然冷却至室温后将样品取出，得到锂离子电池用硅碳复合负极材料；所述的原料人造石墨微粒为粒径为0.1‑20μm的颗粒，热解硅前躯体为气态相的硅烷、乙硅烷、乙基硅烷或三乙基硅醇中的一种，热解碳前躯体为甲烷、乙炔、苯类或沥青中的一种，惰性气氛为氮气或氩气中的一种。