锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法，要解决的技术问题是提高电池的比容量，本发明的材料以硅相粒子和碳相粒子的复合颗粒为基体，呈球形或类球形，外包覆有碳包覆层，制备方法：将硅相粒子粉碎，硅相粒子和碳相粒子混合造粒后的复合颗粒基体与有机物热解炭的前驱体混合包覆，碳化处理，破碎打散，与现有技术相比，由硅相粒子和碳相粒子的复合材料为基体，外包覆有包覆层的复合负极材料可逆比容量大于450mAh/g，首次循环库仑效率大于85％，循环200次容量保持率大于80％，明显减轻含硅活性物质吸放锂时的体积效应，改善锂在活性材料中的扩散行为，适用于各类便携式器件、电动工具等使用的锂离子电池负极材料。

主权项

一种锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：将粒度为75μm的Si-Ca粉，含Si 60wt％在氩气气氛中机械高能球磨至0.6μm，制得超细Si-Ca粉；将粒度70μm，碳含量95％以上的天然石墨粉碎分级、整形和纯化处理制备得到碳含量99.9％以上，粒径为5μm的球形石墨；将制得的超细Si-Ca粉40wt％和60wt％球形石墨混合在锥形混合机中混合4小时，制成复合颗粒基体；将复合颗粒基体与10wt％酚醛树脂混合湿法搅拌4h，然后400℃干燥制粒；将包覆后的复合料进行碳化处理，在氩气气氛中加热至800℃，保温5小时，然后降至室温，破碎打散至18μm；将破碎后的粉体与30wt％沥青混合包覆、炭化处理，在氩气气氛中加热1200℃，保温1小时，然后降至室温，破碎打散至15μm，之后与1％的乙炔黑在高速搅拌机中混合2小时，同时采用频率40kHz、功率为50W的超声波处理20分钟；浸渍10％的LiCl溶液24小时，固液比为0.5，制得锂离子电池硅碳复合负极材料；所述硅碳复合负极材料的平均粒径为24.8μm，比表面积3.8m2/g，振实密度0.94g/cm3。