一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法，該硅復(fù)合負(fù)極材料包括基體混合物和包覆在基體混合物表面的碳層；所述基體混合物包括以下重量份數(shù)的組分：納米硅1～5份、含鋰化合物1～5份、空心碳球1～10份、石墨70～95份。本發(fā)明所得鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，納米硅提高了負(fù)極材料的容量，摻雜的空心碳球降低了硅在反應(yīng)過程中的膨脹作用，提高了導(dǎo)電性和基體材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；碳層覆蓋在基體表面起連接不同基體組分的作用；基體混合物中各組分與碳層相互配合，協(xié)同作用，使硅復(fù)合負(fù)極材料具有容量高、吸液保液能力強(qiáng)、膨脹率低、循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)，可提高鋰離子電池的綜合性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電極材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，同時 還涉及一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移 動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌， 經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。一般情況下，鋰離子電池的組成 包括正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)，其中電極材料都是鋰離子可以嵌入（插入）/脫嵌（脫插） 的。當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到 負(fù)極；而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔 中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時（即使用電池的過程）， 嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動回正極；回正極的鋰離子越多，放電容量越高。因此， 負(fù)極材料是電池中的關(guān)鍵組成部分，其與正極材料一起決定著鋰離子電池的循環(huán)壽命、容 量和安全性等關(guān)鍵性能。
[0003] 目前，商業(yè)化鋰離子電池的負(fù)極主要采用天然石墨、人造石墨等碳質(zhì)材料，這些石 墨化碳質(zhì)材料的理論容量只有372mAh/g，相對比較低，已不能滿足如富鋰材料、鎳錳尖晶石 高電壓材料等高能量正極材料的要求，極大地限制了電池整體容量的進(jìn)一步提升。為了滿 足高容量鋰離子電池的需求，研究開發(fā)高比容量負(fù)極材料已經(jīng)變得十分迫切和必要。
[0004] 在非碳負(fù)極材料中，硅系材料的理論比容量高，達(dá)到4200mAh/g，且儲量豐富、成本 低廉，成為目前最有前途的鋰離子電池負(fù)極材料。然而，由純粹硅粉組成的負(fù)極在脫嵌鋰過 程中伴隨非常大的體積變化，導(dǎo)致活性材料從負(fù)極極板上脫落，從而造成不可逆的容量損 失和安全性降低；同時其易團(tuán)聚，影響電極的循環(huán)穩(wěn)定性，限制其廣泛應(yīng)用。因此，如何在碳 質(zhì)材料與硅系材料的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種克容量高、膨脹率低、循環(huán)性能好的負(fù)極材料，是目 前亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，解決現(xiàn)有碳質(zhì)或硅系負(fù)極 材料不能同時兼顧克容量高、膨脹率低、循環(huán)性能好的問題。
[0006] 本發(fā)明的第二個目的是提供一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材 料，包括基體混合物和包覆在基體混合物表面的碳層；所述基體混合物包括以下重量份數(shù) 的組分：納米娃1?5份、含鋰化合物1?5份、空心碳球1?10份、石墨70?95份。
[0008] 所述娃復(fù)合負(fù)極材料為顆粒狀；粒徑D50為8?18μm。
[0009] 其中，碳層的厚度為〇. 5?5μm。
[0010] 所述基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:5?30。
[0011] 所述碳層包括碳納米線；所述碳納米線在碳層中的質(zhì)量百分含量為70%?90%。
[0012] 所述碳納米線為實(shí)心碳納米線。
[0013] 所述碳納米線的直徑為200?600nm，長度為5?50μm。
[0014] 所述碳層還包括碳納米管和無定形碳，所述碳納米管和無定形碳在碳層中的質(zhì)量 百分含量為10%?30%。
[0015] 較長的實(shí)心碳納米線可以起到連接基體的作用；碳納米管與無定形碳起到填充縫 隙的作用，同時，進(jìn)一步提高導(dǎo)電率和材料的壓實(shí)密度。
[0016] 所述納米硅的粒徑為10?100nm。
[0017] 所述含鋰化合物為LiAlO2。
[0018]LiAlO2既可以發(fā)揮其自身的鋰離子通道的優(yōu)點(diǎn)，提高其充放電速率，又可以發(fā)揮 LiAlO2在電池反應(yīng)過程中的安全保護(hù)功能。
[0019] 所述空心碳球的直徑為300?800nm，壁厚為50?200nm。
[0020] 空心碳球具有較大的力學(xué)強(qiáng)度及導(dǎo)電性，可以緩沖納米硅膨脹產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)。
[0021] 所述石墨為改性的人造石墨或天然石墨。
[0022] 所述改性的人造石墨或天然石墨是通過氧化劑對人造石墨或天然石墨進(jìn)行氧化， 使其表面接枝羥基和/或羧基基團(tuán)。其中，所述氧化劑為H2O2。所述羥基和/或羧基基團(tuán) 的質(zhì)量含量為1%?5%。改性的人造石墨或天然石墨可提高復(fù)合材料間的吸附力，從而提 高材料間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0023] -種上述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括下列步驟：
[0024]1)取分散劑加入溶劑中，再加入納米硅、含鋰化合物、空心碳球、石墨和催化劑，分 散均勻后，過濾、干燥、粉碎，即得基體混合物；
[0025] 2)采用化學(xué)氣相沉積法在步驟1)所得基體混合物表面形成碳層，即得。
[0026] 步驟1)中，所述分散劑為十二烷基苯環(huán)酸鈉；所述溶劑為乙醇或丙二醇。
[0027] 分散劑可以使納米硅得到均勻分散，降低或消除納米硅的團(tuán)聚。
[0028] 所述分散劑與溶劑的質(zhì)量比為1?2:10?50。
[0029] 所述分散劑與納米硅的質(zhì)量比為1?2:1?5。
[0030] 所述催化劑為二茂鐵。催化劑與納米硅的質(zhì)量比為1?5:1?5。
[0031] 催化劑的作用是促進(jìn)碳層的形成。采用二茂鐵催化劑可制備出實(shí)心碳納米線。
[0032] 步驟1)中，加入納米硅、含鋰化合物、空心碳球、石墨和催化劑的具體操作為：先 將納米硅加入分散劑與溶劑的混合體系，攪拌均勻后，再加入含鋰化合物、空心碳球，并在 25?KKTC條件下超聲分散1?2h后，加入石墨、催化劑并持續(xù)攪拌1?12h，至分散均勻。
[0033] 步驟2)中，所述化學(xué)氣相沉積法的具體操作為：
[0034]將步驟1)所得基體混合物置于反應(yīng)器中，在氮?dú)鈿夥障录訜?；切斷氮?dú)?，向反?yīng) 器通入氨氣與二甲苯進(jìn)行一次反應(yīng)，在基體混合物表面形成碳納米線前驅(qū)體；切斷氨氣與 二甲苯，向反應(yīng)器通入氫氣進(jìn)行二次反應(yīng)；后在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至室溫，酸化、干燥，即得。
[0035] 其中，通入氨氣與二甲苯的摩爾比為1?5:1。
[0036] 通入氫氣的量為：氫氣與二甲苯的摩爾比為1?10:1。
[0037] 所述加熱是指加熱至KKKTC。
[0038]所述一次反應(yīng)的溫度為500?1200°C，反應(yīng)時間為20?60min。
[0039] 所述二次反應(yīng)的溫度為600?800°C，反應(yīng)時間為24?48h。
[0040] 所述酸化是指采用硝酸進(jìn)行酸化。
[0041] 化學(xué)氣相沉積法制備碳納米線，是以二茂鐵為催化劑，在浮動反應(yīng)器（反應(yīng)時，反 應(yīng)器處于運(yùn)動狀態(tài)）中，經(jīng)二甲苯催化裂解生成碳納米線前驅(qū)體，并經(jīng)氫氣還原生成碳納 米線，之后酸化除去未反應(yīng)的二茂鐵催化劑以提高材料純度。
[0042] 本發(fā)明所得鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料中，硅基材料與空心碳球復(fù)合明顯提高了 負(fù)極材料的循環(huán)性能、降低了其不可逆容量。空心碳球一方面提供了更高的電導(dǎo)率，另一方 面充當(dāng)了惰性基質(zhì)，降低了硅在充放電過程中的體積膨脹，改善了材料的循環(huán)性能?；w混 合物外表面包覆一層實(shí)心碳納米線，進(jìn)一步提高了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其循環(huán)性能；一方 面可以發(fā)揮實(shí)心碳納米線優(yōu)良的導(dǎo)電性、較大的比表面積、優(yōu)良的穩(wěn)定性、較寬的電化學(xué)窗 口等優(yōu)點(diǎn)，又可以利用其較大的比表面積，增加材料與電解液之間的接觸面積并抑制鋰離 子嵌入脫出過程中材料的體積效應(yīng)，進(jìn)一步提高硅復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)性能。
[0043] 進(jìn)一步的，基體混合物表面包覆的碳層中含有質(zhì)量百分含量為70%?90%的實(shí) 心碳納米線；與表面包覆碳納米管相比，碳納米線長度更長，力學(xué)強(qiáng)度更高，使其連接基體 材料的效果更好，即可以使基體材料間的連接范圍更大；同時，碳層中含有少量碳納米管與 無定形碳又可以起到填充縫隙作用，并進(jìn)一步提高導(dǎo)電率。
[0044] 本發(fā)明的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，包括基體混合物和包覆在基體混合物表面 的碳層；所述基體混合物由納米娃、含裡化合物、空心碳球、石墨混合而成；納米娃提商了 負(fù)極材料的容量，摻雜的空心碳球降低了硅在反應(yīng)過程中的膨脹作用，提高了導(dǎo)電性和基 體材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；基體混合物中，少量添加含鋰化合物提高了鋰離子的傳輸速率和安 全性能；基體混合物表面包覆碳層，碳層覆蓋在基體表面起連接不同基體組分的作用，該碳 層具有高的導(dǎo)電性、高的力學(xué)強(qiáng)度、大的比表面積，從而提高材料的倍率性能及其吸液保液 能力；基體混合物中各組分與碳層相互配合，協(xié)同作用，使硅復(fù)合負(fù)極材料具有容量高、吸 液保液能力強(qiáng)、膨脹率低、循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)，可提高鋰離子電池的綜合性能，具有廣泛的 應(yīng)用前景。
[0045] 本發(fā)明的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，是先采用分散劑與溶劑將納米 硅、含鋰化合物、空心碳球、石墨和催化劑混合制成基體混合物，再采用化學(xué)氣相沉積法在 基體混合物表面形成碳層；分散劑可使納米硅、空心碳球、石墨等均勻地分散在溶劑中，從 而形成混合均勻的基體材料；化學(xué)氣相沉積法可有效控制碳層的形成及碳層中碳納米線的 直徑和長度，從而提高碳層連接不同基體組分的作用及碳層與基體材料的結(jié)合力；所得硅 復(fù)合負(fù)極材料具有容量高、吸液保液能力強(qiáng)、膨脹率低、循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定， 機(jī)械強(qiáng)度高，可提高鋰離子電池的綜合性能；該制備方法工藝簡單，操作方便，易于自動化 控制，成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為實(shí)施例1所得鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的SEM圖；
[0047] 圖2采用實(shí)施例1?3所得硅復(fù)合負(fù)極材料制備的軟包電池的循環(huán)性能曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0049] 實(shí)施例1
[0050] 本實(shí)施例的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，包括基體混合物和包覆在基體混合物表 面的碳層；所述基體混合物包括以下重量份數(shù)的組分：納米硅3份、LiA1023份、空心碳球3 份、改性的人造石墨85份。其中，所述納米娃的粒徑為50nm;空心碳球的直徑為500nm，壁 厚為70?100nm。
[0051] 所述硅復(fù)合負(fù)極材料為顆粒狀；粒徑D50為8μπι;其中，碳層的厚度為0. 5? 2μπι。所述基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:5。所述碳層包括碳納米線、碳納米管和無定 形碳；所述碳納米線在碳層中的質(zhì)量百分含量為70%，余量為碳納米管和無定形碳。所述 碳納米線為實(shí)心，直徑為200?600nm，長度為5?50μm。
[0052] 其中，所述改性的人造石墨是通過氧化劑H2O2對人造石墨進(jìn)行氧化，使其表面接 枝羥基和/或羧基基團(tuán)。所述羥基和/或羧基基團(tuán)的質(zhì)量含量為1%。
[0053] 本實(shí)施例的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括下列步驟：
[0054] 1)稱取1.5g十二烷基苯環(huán)酸鈉加入30g乙醇中（分散劑與溶劑的質(zhì)量比為 1. 5:30)，分散均勻后，再加入3g納米硅、3g空心碳球、3gLiAlO2，并在50°C條件下超聲分散 2h后，加入改性的人造石墨85g、二茂鐵2g(二茂鐵催化劑與納米硅的質(zhì)量比為2:3)，并持 續(xù)攪拌6h至分散均勻，之后過濾、低溫干燥，粉碎，即得基體混合物；
[0055] 2)將步驟1)所得基體混合物置于浮動反應(yīng)器中，向所述反應(yīng)器中通入氮?dú)猓⒓?熱使反應(yīng)器內(nèi)的溫度達(dá)到l〇〇〇°C;停止通入氮?dú)?，之后向反?yīng)器通入氨氣和二甲苯，氨氣與 二甲苯的摩爾比為1:1，在l〇〇〇°C下保溫50min進(jìn)行一次反應(yīng)，在基體混合物表面形成碳納 米線前驅(qū)體；之后停止通入氨氣和二甲苯，向反應(yīng)器通入氫氣（氫氣的通入量為：氫氣與二 甲苯的摩爾比為2:1)，并將溫度調(diào)整至800°C保溫24h進(jìn)行二次反應(yīng)，將碳納米線前驅(qū)體還 原生成碳納米線；之后在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至室溫，硝酸酸化除去二茂鐵催化劑形成碳層，使 基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:5,干燥，即得所述鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料。
[0056] 對所得鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料進(jìn)行SEM分析，結(jié)果如圖1所示。
[0057] 從圖1可以看出：所得硅復(fù)合負(fù)極材料形貌均勻，包覆牢固、粒度大小分布合適， 且表面具有適量微孔結(jié)構(gòu)，從而可以提高材料的吸液保液能力。
[0058] 實(shí)施例2
[0059] 本實(shí)施例的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，包括基體混合物和包覆在基體混合物表 面的碳層；所述基體混合物包括以下重量份數(shù)的組分：納米硅1份、LiAlO2I份、空心碳球1 份、改性的天然石墨70份。其中，所述納米娃的粒徑為20nm;空心碳球的直徑為300nm，壁 厚為50?80nm。
[0060] 所述硅復(fù)合負(fù)極材料為顆粒狀；粒徑D50為13μm;其中，碳層的厚度為1?4μπι。 所述基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:20。所述碳層包括碳納米線、碳納米管和無定形碳； 所述碳納米線在碳層中的質(zhì)量百分含量為80%，余量為碳納米管和無定形碳。所述碳納米 線為實(shí)心，直徑為200?600nm，長度為5?50μm。
[0061] 其中，所述改性的天然石墨是通過氧化劑H2O2對天然石墨進(jìn)行氧化，使其表面接 枝羥基和/或羧基基團(tuán)。所述羥基和/或羧基基團(tuán)的質(zhì)量含量為3%。
[0062]本實(shí)施例的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括下列步驟：
[0063] 1)稱取I. Og十二烷基苯環(huán)酸鈉加入IOg乙醇中（分散劑與溶劑的質(zhì)量比為 1. 0:10)，分散均勻后，再加入Ig納米娃、Ig空心碳球、IgLiAlO2，并在25°C條件下超聲分散 2h后，加入改性的天然石墨70g、二茂鐵Ig(二茂鐵催化劑與納米硅的質(zhì)量比為1:1)，并持 續(xù)攪拌12h至分散均勻，之后過濾、低溫干燥，粉碎，即得基體混合物；
[0064] 2)將步驟1)所得基體混合物置于浮動反應(yīng)器中，向所述反應(yīng)器中通入氮?dú)?，并?熱使反應(yīng)器內(nèi)的溫度達(dá)到1000°c;停止通入氮?dú)?，之后向反?yīng)器通入氨氣和二甲苯，氨氣與 二甲苯的摩爾比為3:1，在1200°C下保溫20min進(jìn)行一次反應(yīng)，在基體混合物表面形成碳納 米線前驅(qū)體；之后停止通入氨氣和二甲苯，向反應(yīng)器通入氫氣（氫氣的通入量為：氫氣與二 甲苯的摩爾比為5:1)，并將溫度調(diào)整至600°C保溫48h進(jìn)行二次反應(yīng)，將碳納米線前驅(qū)體還 原生成碳納米線；之后在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至室溫，硝酸酸化除去二茂鐵催化劑形成碳層，使 基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:20,干燥，即得所述鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料。
[0065] 實(shí)施例3
[0066] 本實(shí)施例的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，包括基體混合物和包覆在基體混合物表 面的碳層；所述基體混合物包括以下重量份數(shù)的組分：納米硅5份、LiA1025份、空心碳球5 份、改性的人造石墨95份。其中，所述納米娃的粒徑為20nm;空心碳球的直徑為800nm，壁 厚為100?200nm。
[0067] 所述娃復(fù)合負(fù)極材料為顆粒狀；粒徑D50為18μm;其中，碳層的厚度為2?5μm。 所述基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:30。所述碳層包括碳納米線、碳納米管和無定形碳； 所述碳納米線在碳層中的質(zhì)量百分含量為90%，余量為碳納米管和無定形碳。所述碳納米 線為實(shí)心，直徑為200?600nm，長度為5?50μm。
[0068] 其中，所述改性的人造石墨是通過氧化劑H2O2對人造石墨進(jìn)行氧化，使其表面接 枝羥基和/或羧基基團(tuán)。所述羥基和/或羧基基團(tuán)的質(zhì)量含量為5%。
[0069] 本實(shí)施例的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包括下列步驟：
[0070] 1)稱取2. Og十二烷基苯環(huán)酸鈉加入50g丙二醇中（分散劑與溶劑的質(zhì)量比為 2. 0:50)，分散均勻后，再加入5g納米硅、5g空心碳球、5gLiAlO2，并在80°C條件下超聲分散 2h后，加入改性的人造石墨95g、二茂鐵5g(二茂鐵催化劑與納米硅的質(zhì)量比為5:5)，并持 續(xù)攪拌12h至分散均勻，之后過濾、低溫干燥，粉碎，即得基體混合物；
[0071] 2)將步驟1)所得基體混合物置于浮動反應(yīng)器中，向所述反應(yīng)器中通入氮?dú)?，并?熱使反應(yīng)器內(nèi)的溫度達(dá)到1000°c;停止通入氮?dú)?，之后向反?yīng)器通入氨氣和二甲苯，氨氣與 二甲苯的摩爾比為5:1，在500°C下保溫60min進(jìn)行一次反應(yīng)，在基體混合物表面形成碳納 米線前驅(qū)體；之后停止通入氨氣和二甲苯，向反應(yīng)器通入氫氣（氫氣的通入量為：氫氣與二 甲苯的摩爾比為10:1)，并將溫度調(diào)整至700°C保溫36h進(jìn)行二次反應(yīng)，將碳納米線前驅(qū)體 還原生成碳納米線；之后在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至室溫，硝酸酸化除去二茂鐵催化劑形成碳層， 使基體混合物與碳層的質(zhì)量比為100:30,干燥，即得所述鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料。
[0072] 實(shí)驗(yàn)例
[0073] 本實(shí)驗(yàn)例對實(shí)施例1?3所得鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行測 試。
[0074] (1)扣電測試
[0075]分別將實(shí)施例1?3中所得鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料組裝成扣式電池Al、A2、 A3 ;其制備方法為：在負(fù)極材料中添加粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑及溶劑，進(jìn)行攪拌制漿，涂覆在銅箔 上，經(jīng)過烘干、碾壓制得。所用粘結(jié)劑為LA132粘結(jié)劑，導(dǎo)電劑SP，負(fù)極材料分別為實(shí)施例 1?3制備出的硅復(fù)合負(fù)極材料，溶劑為二次蒸餾水，其比例為：負(fù)極材料：SP:LA132 :二次 蒸餾水=95g:lg:4g:220mL;電解液是LiPF6/EC+DEC(l: 1)，金屬鋰片為對電極，隔膜采用 聚乙烯（PE)，聚丙烯（PP)或聚乙丙烯（PEP)復(fù)合膜，模擬電池裝配在充氫氣的手套箱中 進(jìn)行，電化學(xué)性能在武漢藍(lán)電CT200IA型電池測試儀上進(jìn)行，充放電電壓范圍為0. 005V至 2. 0V，充放電速率為0. 1C。
[0076] 其中，對比例是以市場上購置未進(jìn)行改性的人造石墨為負(fù)極材料，其它與實(shí)施例1 相同。
[0077] 扣電測試結(jié)果如表1所示。
[0078] 表1實(shí)施例與對比例扣電測試結(jié)果對比
[0079]

【權(quán)利要求】
1. 一種鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：包括基體混合物和包覆在基體混合 物表面的碳層；所述基體混合物包括以下重量份數(shù)的組分：納米硅1?5份、含鋰化合物 1?5份、空心碳球1?10份、石墨70?95份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：所述基體混合物 與碳層的質(zhì)量比為100:5?30。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：所述碳層包 括碳納米線；所述碳納米線在碳層中的質(zhì)量百分含量為70%?90%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于：所述含鋰化合物 為 LiA102。
5. -種如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：包 括下列步驟： 1) 取分散劑加入溶劑中，再加入納米硅、含鋰化合物、空心碳球、石墨和催化劑，分散均 勻后，過濾、干燥、粉碎，即得基體混合物； 2) 采用化學(xué)氣相沉積法在步驟1)所得基體混合物表面形成碳層，即得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：步驟 1)中，所述分散劑為十二烷基苯環(huán)酸鈉；所述溶劑為乙醇或丙二醇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：步驟 1) 中，所述催化劑為二茂鐵。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：步驟 2) 中，所述化學(xué)氣相沉積法的具體操作為： 將步驟1)所得基體混合物置于反應(yīng)器中，在氮?dú)鈿夥障录訜?；切斷氮?dú)?，向反?yīng)器通 入氨氣與二甲苯進(jìn)行一次反應(yīng)，在基體混合物表面形成碳納米線前驅(qū)體；切斷氨氣與二甲 苯，向反應(yīng)器通入氫氣進(jìn)行二次反應(yīng)；后在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至室溫，酸化、干燥，即得。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述 一次反應(yīng)的溫度為500?1200°C，反應(yīng)時間為20?60min。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池硅復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述 二次反應(yīng)的溫度為600?800°C，反應(yīng)時間為24?48h。
【文檔編號】H01M4/36GK104332608SQ201410409505
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】程先桃 申請人:新鄉(xiāng)遠(yuǎn)東電子科技有限公司