一种硅碳复合材料及其制备方法及含有该硅碳复合材料的负极材料和锂离子电池

摘要

本发明提供一种硅碳复合材料及其制备方法及使用该材料制备的电池负极和锂离子电池，该硅碳复合材料包括空心多孔碳球包覆纳米硅颗粒，且硅碳复合材料中纳米硅颗粒的粒径为5-80nm，其中纳米硅含量为10-90wt％。该硅碳复合材料制作工艺简单，且能够有效抑制硅体积的膨胀，由此制备的锂离子负极材料具有优异的导电性，相应的锂离子电池比容量大、循环性能好。

主权项

一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)配制聚合物溶液：将高分子聚合物溶解于溶剂中，得1‑20wt％的聚合物溶液；(2)一氧化硅与聚合物混合均匀：将一氧化硅与步骤(1)所得的聚合物溶液按比例混合，充分分散，再除去溶剂，得聚合物包覆一氧化硅的复合材料；(3)高温进行碳化和歧化反应：在保护气氛下对步骤(2)所得的聚合物包覆一氧化硅的复合材料进行加热，使高分子聚合物发生碳化反应，一氧化硅发生歧化反应，得到多孔碳球包覆二氧化硅／纳米硅的复合材料；(4)腐蚀除二氧化硅：将步骤(3)所得的多孔碳球包覆二氧化硅／纳米硅的复合材料与腐蚀液按质量比1∶5‑1∶100混合，搅拌0.5‑24小时后分离得硅碳复合材料，该硅碳复合材料包括核壳结构的多孔碳球包覆纳米硅颗粒，所述多孔碳球和所述纳米硅间留有空隙，且硅碳复合材料中纳米硅颗粒的粒径为5‑80nm，其中纳米硅含量为10‑90wt％。