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      一種硅負(fù)極材料及其制備方法以及包括該硅負(fù)極材料的負(fù)極和鋰離子電池與流程

      文檔序號:11837476閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種硅負(fù)極材料的制備方法,該方法包括:

      (1)將納米硅和液體單體混合,分散均勻,得到第一懸浮液;

      (2)將所述第一懸浮液和油溶性引發(fā)劑混合均勻,得到第二懸浮液;

      (3)攪拌條件下,將所述第二懸浮液和溶有分散劑的水溶液混合均勻,得到第三懸浮液;

      (4)惰性氣體下,將所述第三懸浮液進(jìn)行聚合反應(yīng),得到聚合產(chǎn)物;

      (5)所述聚合產(chǎn)物經(jīng)過濾、水洗和干燥,得到干燥產(chǎn)物;

      (6)惰性氣體下,將所述干燥產(chǎn)物進(jìn)行碳化,得到硅負(fù)極材料;

      其中,步驟(1)中,所述液體單體為苯乙烯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物和乙烯基硅氧烷及其衍生物中的至少一種;且,相對于100重量份的納米硅,所述液體單體的用量為200-5000重量份,所述油溶性引發(fā)劑的用量為1-125重量份,所述分散劑的用量為1-250重量份。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述苯乙烯衍生物包括苯乙烯、二乙烯基苯、氟代苯乙烯、甲基苯乙烯和對甲基苯乙烯中的至少一種;所述丙烯酸酯衍生物包括甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸環(huán)己酯、異丙二醇二甲基丙烯酸酯、異丙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、三乙氧基二甲基丙烯酸酯和三乙氧基二丙烯酸酯中的至少一種;所述丙烯酰胺衍生物為N,N-二甲基丙烯酰胺;所述乙烯基硅氧烷衍生物包括乙烯基三乙氧基硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷和四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷中的至少一種。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述液體單體為單 官能團(tuán)單體和多官能團(tuán)單體的混合物,其中,所述單官能團(tuán)單體與所述多官能團(tuán)單體的重量比為1:0.1-10;所述單官能團(tuán)單體包括苯乙烯、甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸環(huán)己酯、N,N-二甲基丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種,所述多官能單體包括二乙烯基苯、異丙二醇二甲基丙烯酸酯、異丙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、三乙氧基二甲基丙烯酸酯、三乙氧基二丙烯酸酯、四甲基二乙烯基二硅氧烷和四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷中的至少一種。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,相對于100重量份的納米硅,所述液體單體的用量為250-2000重量份,所述油溶性引發(fā)劑的用量為2-50重量份,所述分散劑的用量為1.5-100重量份。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述納米硅的粒徑為20-200nm。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述油溶性引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化苯甲酰、過氧化二癸酰和過氧化二叔丁基中的至少一種。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,所述分散劑包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基季銨鹽中的至少一種。

      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)中,所述聚合反應(yīng)的條件包括:反應(yīng)溫度為60-90℃,反應(yīng)時(shí)間為3-16小時(shí)。

      9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(6)中,所述碳化為三段加熱碳化,三段加熱碳化的條件包括:第一段加熱碳化的溫度為100-450℃,時(shí)間為2-4小時(shí);第二段加熱碳化的溫度為550-750℃,時(shí)間為2-4小時(shí);第三段加熱碳化的溫度為500-1300℃,時(shí)間為2-6小時(shí)。

      10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的硅負(fù)極材料。

      11.一種電池的負(fù)極,其中,該負(fù)極包括導(dǎo)電基體和負(fù)載于該導(dǎo)電基體表面的材料層,其特征在于,所述材料層包括權(quán)利要求10所述的硅負(fù)極材料。

      12.一種鋰離子電池,該鋰離子電池包括極芯和非水電解液,所述極芯和非水電解液密封在電池殼體中,所述極芯包括正極、負(fù)極和隔膜,其特征在于,所述負(fù)極為權(quán)利要求11所述的負(fù)極。

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