專利名稱：制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用負(fù)極材料的制備方法，特別是一種硅碳合金負(fù)極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為能源儲能系統(tǒng)，具有高能源效率、高能源密度、優(yōu)秀的存儲性能等眾多優(yōu)點(diǎn)而備受人們關(guān)注。隨著快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對能源材料需求的增加，以及便攜式電子設(shè)備與新能源汽車等產(chǎn)品對新型、高效、環(huán)保能源材料的強(qiáng)勁需求，鋰離子電池材料得到了迅速發(fā)展。目前鋰離子電池廣泛采用石墨類碳負(fù)極材料，然而石墨類碳負(fù)極材料的理論儲鋰容量較低(372mAh/g)，已不能滿足新產(chǎn)品對鋰離子電池提出的高功率或大容量的要求， 因此新型高性能負(fù)極材料的開發(fā)極具迫切性。硅材料以高儲鋰容量(理論容量4200mAh/g)和豐富的資源被認(rèn)為是替代石墨負(fù)極材料的理想候選材料之一，然而，硅在脫嵌鋰過程中存在嚴(yán)重的體積效應(yīng)，當(dāng)其結(jié)合鋰原子形成合金Li44Si時，體積膨脹達(dá)300%，當(dāng)鋰離子脫出后體積嚴(yán)重收縮，持續(xù)的體積變化容易導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)崩塌和電極材料剝落，造成電極的循環(huán)穩(wěn)定性差。研究表明，采用納米硅制備硅碳復(fù)合負(fù)極材料可以減少硅的絕對體積變化程度，同時還能減少鋰離子的擴(kuò)散距離，提高電化學(xué)反應(yīng)速率，然而，活性納米硅顆粒在充放電過程中容易團(tuán)聚，造成容量的衰減?，F(xiàn)有技術(shù)采用球磨法或熱解法制備的硅碳合金材料均一性較差，納米硅顆粒在復(fù)合材料中的分散性不好，影響硅碳材料的性能。因此，解決硅碳負(fù)極材料中納米硅顆粒的分散性，減少納米硅顆粒的團(tuán)聚，對于提高硅碳復(fù)合負(fù)極材料的循環(huán)性能和比容量意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，要解決的技術(shù)問題是提高硅碳復(fù)合負(fù)極材料的循環(huán)性能與比容量。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，包括以下步驟一、將粒度在50 500nm的納米硅粉，按納米硅粉與有機(jī)溶液質(zhì)量比5 25%，分散在有機(jī)溶液中，形成均勻的納米硅懸浮液；所述有機(jī)溶液是乙醇，異丙醇，丙酮， 或乙醇、異丙醇和丙酮的水混合液；二、按硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為3 30%，將硅烷偶聯(lián)劑加入到納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 Mi ；或?qū)⒐柰榕悸?lián)劑加入到有機(jī)溶劑中，用酸調(diào)節(jié)其pH值為4 6或用堿調(diào)節(jié)其pH值為8 10，轉(zhuǎn)速500 2000rpm， 時間1 他，得到硅烷偶聯(lián)劑溶液，然后按硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為3 30%，將硅烷偶聯(lián)劑溶液加入到納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他，得到改性納米硅懸浮液；所述硅烷偶聯(lián)劑是烷基硅烷偶聯(lián)劑、氨基硅烷偶聯(lián)劑、鏈烯基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧烷基硅烷偶聯(lián)劑和烷基丙烯酰氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種以上；所述有機(jī)溶劑是乙醇，異丙醇，正丁醇或乙醇與純水的混合液；三、碳包覆，將碳源前驅(qū)體溶于溶劑中形成碳源前驅(qū)體溶液或懸浮液，將碳源前驅(qū)體溶液或懸浮液加入到改性納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 6h，其中碳源前驅(qū)體與硅的質(zhì)量比為30 500% ；隨后將石墨添加到改性納米硅懸浮液中，500 2000rpm，時間1 乩，其中石墨與硅的質(zhì)量比為100 400% ；干燥；所述碳源前驅(qū)體是酚醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、浙青、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖和聚氯乙烯中的一種以上；所述溶劑是水、四氫呋喃、乙醇、甲醇、正丁醇、異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、 丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一種以上；四、熱處理，以 1 8°C /min升溫速度，至600 1000°C，恒溫時間3 10h，爐內(nèi)自然降溫至室溫，得到制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料。本發(fā)明將熱處理后的料進(jìn)行粉碎，粉碎后粒徑D50為10 35um。本發(fā)明將粒度在50 500nm的納米硅粉分散在有機(jī)溶液中，頻率10 40KHz，功率密度1. 2W/cm2，超聲攪拌10 60min。本發(fā)明的酸是有機(jī)酸或無機(jī)酸；有機(jī)酸是醋酸或丙烯酸；無機(jī)酸是鹽酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一種以上。本發(fā)明的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液。本發(fā)明的石墨是天然石墨或人造石墨。本發(fā)明的熱處理在保護(hù)氣體氣氛中進(jìn)行，保護(hù)氣體是氬氣或氮?dú)?。本發(fā)明的硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為5 25%。本發(fā)明的硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為10 20%。本發(fā)明的硅烷偶聯(lián)劑是Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，加入硅烷偶聯(lián)劑，提高了納米硅顆粒在硅碳復(fù)合材料中的分散性，抑制硅在脫嵌鋰過程中團(tuán)聚造成的體積效應(yīng)，從而提高硅碳復(fù)合負(fù)極材料的循環(huán)性能與比容量，容量大于500mAh/g，循環(huán)50次容量保持率在97%以上，制備成本低廉，工藝簡單可控，并且可通過調(diào)節(jié)Si粉，石墨與有機(jī)物的質(zhì)量比例，容易制備出不同容量的硅碳合金負(fù)極材料。


圖1是實(shí)施例1鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的SEM圖。圖2是實(shí)施例1鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的剖面SEM圖。圖3是實(shí)施例1鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的XRD圖。圖4是實(shí)施例1鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的電池充放電曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，通過硅烷偶聯(lián)劑對納米硅顆粒進(jìn)行表面改性，添加有機(jī)物與石墨，然后進(jìn)行干燥包覆和高溫碳化處理，制備出鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料。包括以下步驟一、納米硅粉分散，將粒度D50在50 500nm的納米硅粉，按納米硅粉與有機(jī)溶液質(zhì)量比5 25%，分散在有機(jī)溶液中，并在頻率為10 40KHz，功率密度為1. 2ff/cm2的超聲設(shè)備中，超聲攪拌10 60min，形成均勻的納米硅懸浮液。
所述有機(jī)溶液乙醇，異丙醇，丙酮，或乙醇、異丙醇和丙酮的水混合液。二、納米硅的改性，按硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為3 30%，將硅烷偶聯(lián)劑加入到納米硅懸浮液中攪拌反應(yīng)，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他，得到改性納米硅懸浮液；或?qū)⒐柰榕悸?lián)劑加入到有機(jī)溶劑中，用酸調(diào)節(jié)其pH值為4 6或用堿調(diào)節(jié)其pH值為8 10， 攪拌轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他，得到硅烷偶聯(lián)劑溶液，然后按硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為3 30%，將硅烷偶聯(lián)劑溶液緩慢加入到納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 6h，得到改性納米硅懸浮液。硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比較好為5 25%，進(jìn)一步為 10 20%。所述硅烷偶聯(lián)劑是烷基硅烷偶聯(lián)劑、氨基硅烷偶聯(lián)劑、鏈烯基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧烷基硅烷偶聯(lián)劑和烷基丙烯酰氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種以上。所述步驟二的有機(jī)溶劑是乙醇，異丙醇，正丁醇或乙醇與純水的混合液。所述酸是有機(jī)酸或無機(jī)酸；有機(jī)酸是醋酸或丙烯酸；無機(jī)酸是鹽酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一種以上。所述堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液。三、碳包覆，將碳源前驅(qū)體溶于溶劑中形成碳源前驅(qū)體溶液或懸浮液，將碳源前驅(qū)體溶液或懸浮液緩慢加入到改性納米硅懸浮液中攪拌，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 6h， 其中碳源前驅(qū)體與硅的質(zhì)量比為30 500% ；隨后將石墨添加到改性納米硅懸浮液中，在室溫下攪拌轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 6h，其中石墨與硅的質(zhì)量比為100 400%。再按現(xiàn)有技術(shù)對攪拌混合均勻的漿料進(jìn)行干燥。所述碳源前驅(qū)體是酚醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、浙青、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖和聚氯乙烯中的一種以上。所述溶劑是水、四氫呋喃、乙醇、甲醇、正丁醇、異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一種以上。 所述石墨是天然石墨或人造石墨。四、熱處理，在保護(hù)氣體氣氛中對干燥后的漿料進(jìn)行熱處理，以1 8°C /min的升溫速度，至600 1000°C，恒溫時間3 10h，爐內(nèi)自然降溫至室溫。所述保護(hù)氣體是熱處理過程中不參與反應(yīng)的氣體，為氬氣和/或氮?dú)?。五、將熱處理后的料進(jìn)行粉碎，粉碎后粒徑D50為10 35um。本發(fā)明的方法制備的鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料，用日本日立公司的S4800 型掃描電鏡觀察形貌和剖面，用荷蘭帕拉科的X' PERT PRO型X射線衍射儀XRD觀測結(jié)構(gòu)。硅烷偶聯(lián)劑含有兩類不同化學(xué)性質(zhì)的官能團(tuán)，其中一端和納米硅粉結(jié)合，另一端和石墨表面或者有機(jī)碳源結(jié)合，從而使納米硅與石墨或者有機(jī)碳源之間具有良好的結(jié)合力；另外硅顆粒表面存在偶聯(lián)劑，顆粒之間具有空間位阻，提高了納米硅顆粒在硅碳復(fù)合材料中的分散性，從而抑制硅在脫嵌鋰過程中團(tuán)聚造成的體積效應(yīng)，提高循環(huán)性能與比容量。實(shí)施例1，一、把平均粒徑為150nm的硅粉10克，添加到質(zhì)量比9 1的乙醇和水的混合溶液中，混合溶液的質(zhì)量為40g ；隨后在頻率為20KHz，功率密度為1. 2ff/cm2的超聲設(shè)備中，超聲攪拌30min，形成均勻的納米硅懸浮液。二、將KH550偶聯(lián)劑Y -氨丙基三乙氧基硅烷2克緩慢滴入納米硅懸浮液中，在轉(zhuǎn)速為IOOOrpm的分散機(jī)中攪拌他，得到改性納米硅懸浮液。三、將酚醛樹脂6克溶于20g乙醇中，形成酚醛樹脂溶液，并將該溶液緩慢加入改性納米硅懸浮液中，以IOOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌池；然后將天然石墨40克加入，繼續(xù)攪拌池，得到分散混合均勻的漿料。對漿料進(jìn)行干燥處理。四、在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以3°C /min升溫到800°C下恒溫4h熱處理。五、將熱處理后的原料進(jìn)行粉碎并過200目篩，得到鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料。如圖1所示，粉碎后的平均粒徑15um，最大粒徑為45um。如圖2所示，硅顆粒均勻分散在有機(jī)碳源的裂解碳中，顆粒之間沒有團(tuán)聚。如圖3所示，圖中具有尖銳的碳與硅的衍射峰，沒有其他雜質(zhì)峰。采用實(shí)施例1制得的鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料作為負(fù)極材料，與粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯PVDF、導(dǎo)電劑Super-P按照85 10 5的重量比混合，加入適量的N-甲基吡咯烷酮NMP作為分散劑調(diào)成漿料，涂覆在銅箔上，并經(jīng)真空干燥、輥壓，制備成負(fù)極片；正極采用鋰片，使用lmol/L LiPF6的三組分混合溶劑EC DMC EMC = 1 1 1，ν/ν溶液為電解液，聚丙烯微孔膜為隔膜，組裝成CR2016模擬電池。循環(huán)性能測試使用30mA的電流進(jìn)行恒流充放電實(shí)驗(yàn)，充放電電壓限制在0 1. 5伏。采用武漢金諾電子有限公司LAND電池測試系統(tǒng)測試實(shí)施例1的材料制作的實(shí)驗(yàn)電池的電化學(xué)性能，在室溫條件測試。如圖4和表格1所示，采用實(shí)施例1的材料制備的實(shí)驗(yàn)電池，容量大于520mAh/g， 首次效率為84. 8%，循環(huán)50周后容量保持率大于99%，具有很好的循環(huán)性能。對比例1 不添加KH550偶聯(lián)劑，按照與實(shí)施例1同樣方法制備硅碳合金負(fù)極材料，并且按與實(shí)施例1相同的方法制作實(shí)驗(yàn)電池進(jìn)行檢測。如表格1所示，對比例1的材料制備的實(shí)驗(yàn)電池，容量大于500mAh/g，首次效率為 78. 3%，循環(huán)50周后容量保持率為80. 2 %，循環(huán)性能較差。實(shí)施例2，一、把平均粒徑在50nm的納米硅粉10克，添加到200克乙醇溶液中，在頻率為 40KHz，功率密度為1. 2ff/cm2的超聲設(shè)備中，超聲lOmin，形成均勻的納米硅懸浮液。二、稱取乙醇與純水，按質(zhì)量比9 1混合，混合液質(zhì)量為30g，加入KH570偶聯(lián)劑Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3克，加碳酸鈉調(diào)節(jié)pH在8 10之間，在轉(zhuǎn)速為500rpm的分散機(jī)中攪拌Ih得到硅烷溶液。將硅烷溶液滴加到納米硅懸浮液中，再以 2000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌lh，得到改性納米硅懸浮液。三、將浙青5克溶于30g四氫呋喃中，形成浙青懸浮液，并將該懸浮液緩慢加入改性納米硅懸浮液中，在轉(zhuǎn)速為2000rpm的分散機(jī)中攪拌Ih攪拌；然后將石墨35克加入繼續(xù)攪拌他，得到分散混合均勻的漿料。對漿料進(jìn)行干燥。四、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以8°C /min升溫速度，到1000°C恒溫IOh熱處理。五、將熱處理后的原料進(jìn)行粉碎，并過200目篩。按與實(shí)施例1相同的方法制作實(shí)驗(yàn)電池。實(shí)施例2的材料制備的實(shí)驗(yàn)電池，容量大于600mAh/g，首次效率為83. 5%，循環(huán)50 周后容量保持率大于98%，具有很好的循環(huán)性能。對比例2 添加KH570偶聯(lián)劑4g，按照與實(shí)施例2同樣方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并且按與實(shí)施例1相同的方法制作實(shí)驗(yàn)電池。如表格1所示，對比例2的材料制備的實(shí)驗(yàn)電池，容量大于590mAh/g，首次效率為 79. 6%，循環(huán)50周后容量保持率為84%，循環(huán)性能較差。實(shí)施例3，一、把平均粒徑在500nm的納米硅粉10克，添加到質(zhì)量比9 1的異丙醇和水的混合溶液中，混合溶液的質(zhì)量為40克，在頻率為ΙΟΚΗζ，功率密度為1. 2ff/cm2的超聲設(shè)備中， 超聲攪拌60min，形成均勻的納米硅懸浮液。二、稱取乙醇與純水，按質(zhì)量比7 3進(jìn)行混合，混合液質(zhì)量為3g，加入KH-560偶聯(lián)劑Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0. 3克，加醋酸調(diào)節(jié)pH在4 6之間，在轉(zhuǎn)速為500rpm的分散機(jī)中攪拌他得到硅烷溶液。將硅烷溶液滴加到納米硅懸浮液中，在分散機(jī)中以500rpm的速度攪拌他，得到改性納米硅懸浮液。三、將50g檸檬酸溶于50g乙醇中，形成檸檬酸溶液，并將該溶液緩慢加入改性納米硅懸浮液中，繼續(xù)攪拌他；然后添加石墨10克，以500rpm的速度攪拌他攪拌，得到分散混合均勻的漿料。對漿料進(jìn)行干燥后。四、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以1°C /min升溫到600°C恒溫3h進(jìn)行熱處理。五、將熱處理后的原料進(jìn)行粉碎，并過200目篩。按與實(shí)施例1相同的方法制作實(shí)驗(yàn)電池。用實(shí)施例3的材料制備的實(shí)驗(yàn)電池，容量大于650mAh/g，首次效率為82. 2%，循環(huán) 50周后容量保持率大于97%，具有較好的循環(huán)性能。表1實(shí)施例1-3與對比例1-2的電化學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，包括以下步驟一、將粒度在 50 500nm的納米硅粉，按納米硅粉與有機(jī)溶液質(zhì)量比5 25%，分散在有機(jī)溶液中，形成均勻的納米硅懸浮液；所述有機(jī)溶液是乙醇，異丙醇，丙酮，或乙醇、異丙醇和丙酮的水混合液；二、按硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為3 30%，將硅烷偶聯(lián)劑加入到納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他；或?qū)⒐柰榕悸?lián)劑加入到有機(jī)溶劑中，用酸調(diào)節(jié)其pH值為 4 6或用堿調(diào)節(jié)其pH值為8 10，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他，得到硅烷偶聯(lián)劑溶液，然后按硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為3 30%，將硅烷偶聯(lián)劑溶液加入到納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他，得到改性納米硅懸浮液；所述硅烷偶聯(lián)劑是烷基硅烷偶聯(lián)劑、氨基硅烷偶聯(lián)劑、鏈烯基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧烷基硅烷偶聯(lián)劑和烷基丙烯酰氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種以上；所述有機(jī)溶劑是乙醇，異丙醇，正丁醇或乙醇與純水的混合液；三、 碳包覆，將碳源前驅(qū)體溶于溶劑中形成碳源前驅(qū)體溶液或懸浮液，將碳源前驅(qū)體溶液或懸浮液加入到改性納米硅懸浮液中，轉(zhuǎn)速500 2000rpm，時間1 他，其中碳源前驅(qū)體與硅的質(zhì)量比為30 500%;隨后將石墨添加到改性納米硅懸浮液中，500 2000rpm，時間1 他，其中石墨與硅的質(zhì)量比為100 400% ；干燥；所述碳源前驅(qū)體是酚醛樹脂、糠醛樹脂、 環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、浙青、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖和聚氯乙烯中的一種以上；所述溶劑是水、 四氫呋喃、乙醇、甲醇、正丁醇、異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一種以上；四、熱處理，以1 8°C /min升溫速度，至600 1000°C，恒溫時間3 10h，爐內(nèi)自然降溫至室溫，得到制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 將熱處理后的料進(jìn)行粉碎，粉碎后粒徑D50為10 35um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于所述將粒度在50 500nm的納米硅粉分散在有機(jī)溶液中，頻率10 40KHz，功率密度 1. 2W/cm2，超聲攪拌 10 60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 所述酸是有機(jī)酸或無機(jī)酸；有機(jī)酸是醋酸或丙烯酸；無機(jī)酸是鹽酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 所述堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 所述石墨是天然石墨或人造石墨。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 所述熱處理在保護(hù)氣體氣氛中進(jìn)行，保護(hù)氣體是氬氣或氮?dú)狻?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 所述硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為5 25%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于 所述硅烷偶聯(lián)劑與硅的質(zhì)量比為10 20%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑是Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備鋰離子電池用硅碳合金負(fù)極材料的方法，要解決的技術(shù)問題是提高硅碳復(fù)合負(fù)極材料的循環(huán)性能與比容量。本發(fā)明的方法包括以下步驟將納米硅粉分散在有機(jī)溶液中，形成均勻的納米硅懸浮液，將硅烷偶聯(lián)劑加入到納米硅懸浮液中，碳包覆，熱處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，加入硅烷偶聯(lián)劑，提高了納米硅顆粒在硅碳復(fù)合材料中的分散性，抑制硅在脫嵌鋰過程中團(tuán)聚造成的體積效應(yīng)，從而提高硅碳復(fù)合負(fù)極材料的循環(huán)性能與比容量，容量大于500mAh/g，循環(huán)50次容量保持率在97％以上，制備成本低廉，工藝簡單可控，并且可通過調(diào)節(jié)Si粉，石墨與有機(jī)物的質(zhì)量比例，容易制備出不同容量的硅碳合金負(fù)極材料。
文檔編號H01M4/38GK102376944SQ201110378719
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者何鵬, 侯賢華, 劉祥, 岳敏, 李勝, 黃友元 申請人:深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司