含磷負極復(fù)合材料及其制備方法以及鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含磷負極復(fù)合材料，包括紅磷；導(dǎo)電碳單質(zhì)；及單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種。本發(fā)明還涉及一種含磷負極復(fù)合材料的制備方法，包括提供紅磷及硅碳復(fù)合物；以及將該紅磷及該硅碳復(fù)合物均勻混合。本發(fā)明還涉及一種鋰離子電池。
【專利說明】
含磷負極復(fù)合材料及其制備方法以及鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種含磷負極復(fù)合材料及其制備方法以及鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002 ]鋰離子電池由于具有較高的質(zhì)量和體積比容量、高輸出電壓、低自放電率、寬使用溫度范圍、可快速充放電和無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，已經(jīng)成為可攜帶式電子設(shè)備以及環(huán)保電動汽車的理想電源。隨著可攜帶式電子設(shè)備的進一步普及和電動汽車的開發(fā)，未來鋰離子電池將占有更廣闊的市場。為了適應(yīng)市場對鋰離子電池性能的要求，開發(fā)更高性能的鋰離子電池將成為今后相關(guān)研究領(lǐng)域的主要目標。
[0003]鋰離子電池的負極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，一直是人們關(guān)注的熱點。單質(zhì)磷作為一種新興的負極材料具有2594毫安時/克(mAh/g)的理論比容量，而目前商品鋰離子電池中常用的石墨負極的的理論比容量為372mAh/g，研究較多的單質(zhì)錫的理論比容量為992mAh/g，單質(zhì)硅的理論比容量為4200mAh/g。金屬和合金的自然資源有限，且價格相對較高，因此開發(fā)儲量豐富、廉價的新型負極材料非常有理論和現(xiàn)實意義。
[0004]單質(zhì)磷主要包括三種同素異形體，白磷、黑磷和紅磷。黑磷價格昂貴且制備條件苛刻，白磷在空氣中極不穩(wěn)定且難于處理，紅磷雖然價格低廉且儲鋰豐富并且較為穩(wěn)定，但紅磷是電子和離子的絕緣體，無法直接作為電極活性材料使用。因此，如何克服紅磷的絕緣體特性，又能充分發(fā)揮紅磷的低價格與儲鋰量高的優(yōu)勢，提供一種基于紅磷的鋰離子電池負極，將對鋰離子電池的研發(fā)具有深遠的意義。在現(xiàn)有技術(shù)中，如中國專利CN103296261B，以碳作為基體，將紅磷納米化后與導(dǎo)電碳材料復(fù)合，可以使磷復(fù)合材料具有較好的導(dǎo)電性，從而可獲得較好的電化學(xué)可逆儲鋰性能。然而，納米級的紅磷制備困難，形貌難于控制且容易團聚，難以應(yīng)用在大規(guī)模工業(yè)化的負極材料制備領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，確有必要提供一種含磷負極復(fù)合材料，及其制備方法，以及鋰離子電池。
[0006]—種含磷負極復(fù)合材料，包括組分(I)?(3):
(1)紅磷；
(2)導(dǎo)電碳單質(zhì);及
(3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種，
該組分(I)?(3)均勻混合，該組分(2)與(3)的材料粒徑均為納米級或微米級。
[0007]—種含磷負極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
S102，提供上述組分(I)?(3);以及
S104，將上述組分(I)?(3)均勻混合，
一種含磷負極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
S202，提供上述組分(I)及硅碳復(fù)合物，該硅碳復(fù)合物含有上述組分(2)及組分(3);以及
S204，將上述組分(I)及該硅碳復(fù)合物均勻混合，
一種鋰離子電池，包括正極、負極、設(shè)置在該正極與負極之間的隔膜，以及浸潤該正極、負極及隔膜的電解質(zhì)溶液，該負極包括上述含磷負極復(fù)合材料。
[0008]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例通過加入組分(3)，與紅磷產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，激活了紅磷的可逆充電容量，顯著提高紅磷的電化學(xué)儲鋰可逆性，使原本無法直接利用的紅磷可以作為一種高容量的負極活性材料使用。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一實施例提供的含磷負極復(fù)合材料的流程圖。
[0010]圖2為本發(fā)明另一實施例提供的含磷負極復(fù)合材料的流程圖。
[0011]圖3為本發(fā)明實施例1含磷負極復(fù)合材料的掃描電鏡照片。
[0012]圖4為本發(fā)明實施例1含磷負極復(fù)合材料的元素分布圖。
[0013]圖5為本發(fā)明實施例1含磷負極復(fù)合材料的電壓容量曲線。
[0014]圖6為本發(fā)明實施例1含磷負極復(fù)合材料的循環(huán)性能曲線。
[0015]圖7為本發(fā)明對比例I負極材料的電壓容量曲線。
[0016]圖8為本發(fā)明對比例I負極材料的電壓容量曲線。
【具體實施方式】
[0017]以下將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明實施例含磷負極復(fù)合材料，及其制備方法，以及鋰離子電池。
[0018]本發(fā)明實施例提供一種含磷負極復(fù)合材料，包括組分(I)?(3):
(1)紅磷；
(2)導(dǎo)電碳單質(zhì);及
(3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種，
該組分(I)?(3)均勻混合，該組分(2)與(3)的材料粒徑均為納米級或微米級。
[0019]具體地，該組分(I)紅磷為單質(zhì)態(tài)的紅磷顆粒，可以為納米級、微米級或毫米級，如
0.1nm?2mm。實驗證明，雖然紅磷是絕緣體，但在該含磷負極復(fù)合材料中，該組分(3)能夠激活紅磷，使紅磷具有可逆的充放電容量。單質(zhì)態(tài)的紅磷在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比優(yōu)選為0.5%?99%，更優(yōu)選為50%?90%。
[°02°] 該組分(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)的材料粒徑尺寸可以為納米級或微米級，如0.lnm~500ym,優(yōu)選為納米級，從而提供較高的比表面積。該導(dǎo)電碳單質(zhì)可以選自石墨烯、碳納米管、碳纖維、導(dǎo)電炭黑、多孔碳、裂解碳、乙炔黑、活性、導(dǎo)電石墨及無定形碳中的至少一種。該組分
(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)作為導(dǎo)電劑加入該復(fù)合材料中。導(dǎo)電碳單質(zhì)在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比優(yōu)選為0.5%?99%，更優(yōu)選為50%?90%。該組分(I)與組分(2)的質(zhì)量比優(yōu)選為1:1?
20:1ο
[0021]該組分(3)中單質(zhì)硅及一氧化硅的材料粒徑尺寸均可以為納米級或微米級，如
0.lnm~2ym，優(yōu)選為納米級，從而提供較高的比表面積。單質(zhì)娃及一氧化娃中的至少一種在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比優(yōu)選為0.5%?99%。該組分(3)的作用是激活紅磷，使紅磷具有可逆的充放電比容量，因此組分(3)的含量可以較少，如0.5%?10%ο但由于單質(zhì)硅本身作為負極活性材料也具有充放電可逆容量，因此在該含磷負極復(fù)合材料中可加入更大量的單質(zhì)硅。該組分(I)與組分(3)的質(zhì)量比優(yōu)選為5:1?20:1。
[0022]該組分(3)與(2)相互之間可以僅為機械混合。在另一實施例中，該組分(3)與(2)通過化學(xué)鍵結(jié)合從而形成硅碳復(fù)合物，例如，該組分(3)與(2)中部分硅元素與碳元素形成合金、化學(xué)接枝或碳化硅，從而形成較為緊密的接觸和結(jié)合。
[0023]在該含磷負極復(fù)合材料中，該組分(I)紅磷與另外兩個組分(2)及(3)只需機械混合即可，即紅磷與組分(2)和/或組分(3)可以僅通過分子間力吸附結(jié)合，而不形成復(fù)合。當(dāng)然，紅磷與另外兩個組分(2)及(3)也可以通過化學(xué)鍵進行結(jié)合。
[0024]可以理解，該含磷負極復(fù)合材料可以僅由上述組分(I)?(3)組成，也可以進一步包括其他組分。例如該含磷負極復(fù)合材料可以進一步含有粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑與該組分(I)?(3)均勻混合。
[0025]請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供上述含磷負極復(fù)合材料的制備方法100，包括以下步驟:
S102，提供上述組分(I)?(3);以及 S104，將上述組分(I)?(3)均勻機械混合。
[0026]在該步驟S104中，可以直接將該組分(I)?(3)攪拌混合均勻即可，該組分(I)?(3)為固體顆粒，混合的溫度可以是常溫。該步驟S104將該組分(I)?(3)均勻混合后即可得到該含磷負極復(fù)合材料，即無需再對混合后的材料進行高溫加熱處理。
[0027]該混合步驟可以為簡單的機械混合即可，例如可以通過電動攪拌槳在具有上述組分(I)?(3)的容器中轉(zhuǎn)動實現(xiàn)混合，甚至可以通過手持攪拌棒進行攪動混合，即只要實現(xiàn)上述組分(I)?(3)均勻混合即可。當(dāng)然，該混合步驟的方法并不限于上述兩種，并且，為了使該組分(I)?(3)更好地結(jié)合，該步驟S104中可將該組分(I)?(3)混合后進行球磨或在保護性氣氛(如氬氣氣氛或氮氣氣氛)中熱處理。該熱處理的溫度可以較低，例如可以是低于該紅磷的升華溫度，如小于250 °C。
[0028]在另一實施例中，本發(fā)明實施例提供上述含磷負極復(fù)合材料的制備方法200，包括以下步驟:
S202，提供上述組分(I)及硅碳復(fù)合物，該硅碳復(fù)合物含有組分(2)及組分(3);以及 S204，將上述組分(I)及該硅碳復(fù)合物均勻機械混合。
[0029]該娃碳復(fù)合物的材料粒徑尺寸可以為納米級或微米級，如0.lnm~500ym，優(yōu)選為納米級，從而提供較高的比表面積。
[0030]在該步驟S202中，該硅碳復(fù)合物的制備方法可以為:
在一實施例中，可以在組分(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)表面接枝該組分(3)單質(zhì)娃及一氧化娃中的至少一種。具體地，可以在該組分(2)及組分(3)表面分別形成能夠相互反應(yīng)的化學(xué)基團，再使該組分(2)及組分(3)的化學(xué)基團發(fā)生反應(yīng)，從而使該組分(2)及組分(3)通過共價鍵接枝。
[0031]在另一實施例中，可以將含有硅元素的碳源裂解，使該碳源形成該組分(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)的同時，使碳源中的硅元素以單質(zhì)硅和/或一氧化硅的形式形成在該導(dǎo)電碳單質(zhì)中。例如，可以將稻殼碳裂解成活性炭，由于稻殼碳中含有少量硅元素，得到的活性炭中可以含有單質(zhì)硅或一氧化硅。
[0032]在又一實施例中，可以利用化學(xué)沉積或物理沉積的方法將組分(3)及組分(2)中的一種沉積在另一種的表面。該沉積具體可以是化學(xué)氣相沉積、液相沉積、電化學(xué)沉積或物理氣相沉積等方法。
[0033]在該步驟S204中，可以直接將該組分(I)與硅碳復(fù)合物攪拌混合均勻即可，該組分
(I)與硅碳復(fù)合物為固體顆粒，混合的溫度可以是常溫。該步驟S204將該組分(I)與硅碳復(fù)合物均勻混合后即可得到該含磷負極復(fù)合材料，即無需再對混合后的材料進行高溫加熱處理。
[0034]該混合步驟可以為簡單的機械混合即可，例如可以通過電動攪拌槳在具有上述組分(I)與硅碳復(fù)合物的容器中轉(zhuǎn)動實現(xiàn)混合，甚至可以通過手持攪拌棒進行攪動混合，即只要實現(xiàn)上述組分(I)與硅碳復(fù)合物均勻混合即可。當(dāng)然，該混合步驟的方法并不限于上述兩種，并且，為了使該組分(I)與硅碳復(fù)合物更為均勻的混合并更好地結(jié)合，該步驟S204中可將該組分(I)與硅碳復(fù)合物混合后進行球磨、電解或在保護性氣氛(如氬氣氣氛或氮氣氣氛)中熱處理。該熱處理的溫度可以較低，例如可以是低于該紅磷的升華溫度，如小于250Γ。
[0035]本發(fā)明實施例進一步提供一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜及電解質(zhì)溶液。該正極與負極通過所述隔膜相互間隔。所述正極可以為金屬鋰，或者可包括一正極集流體及設(shè)置在該正極集流體表面的正極材料層。所述負極可包括一負極集流體及設(shè)置在該負極集流體表面的負極材料層。該負極材料層與上述正極材料層相對且通過所述隔膜間隔設(shè)置。
[0036]該負極材料層可包括上述含磷負極復(fù)合材料，并可進一步包括導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑。該負極材料層中上述含磷負極復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量優(yōu)選為10%?99%，更優(yōu)選為50%?90%。
[0037]該正極材料層可包括正極活性物質(zhì)，并可進一步包括導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑。該正極活性物質(zhì)可以為層狀結(jié)構(gòu)的鋰-過渡金屬氧化物，尖晶石型結(jié)構(gòu)的鋰-過渡金屬氧化物以及橄欖石型結(jié)構(gòu)的鋰-過渡金屬氧化物中的至少一種，例如，橄欖石型磷酸鐵鋰、層狀結(jié)構(gòu)鈷酸鋰、層狀結(jié)構(gòu)錳酸鋰、尖晶石型錳酸鋰、鋰鎳錳氧化物及鋰鎳鈷錳氧化物。
[0038]該正極材料層及負極材料層中的粘結(jié)劑均可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏(二)氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟類橡膠、三元乙丙橡膠及丁苯橡膠(SBR)中的一種或多種。
[0039]該正極材料層及負極材料層中的導(dǎo)電劑均可以選自石墨烯、碳納米管、碳纖維、導(dǎo)電炭黑、多孔碳、裂解碳、乙炔黑、活性、導(dǎo)電石墨及無定形碳中的至少一種。
[0040]所述隔膜可以為聚烯烴多孔膜、改性聚丙烯氈、聚乙烯氈、玻璃纖維氈、超細玻璃纖維紙維尼綸氈或尼龍氈與可濕性聚烯烴微孔膜經(jīng)焊接或粘接而成的復(fù)合膜。
[0041]該電解質(zhì)溶液包括鋰鹽及非水溶劑。該非水溶劑可包括環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、環(huán)狀醚類、鏈狀醚類、腈類及酰胺類中的一種或多種，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丁烯酯、γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、碳酸二丙酯、N-甲基吡咯烷酮(ΝΜΡ)、Ν-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二乙醚、乙腈、丙腈、苯甲醚、丁二腈、己二腈、戊二腈、二甲亞砜、亞硫酸二甲酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸丙烯酯、酸酐、環(huán)丁砜、甲氧基甲基砜、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、環(huán)氧丙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、二甲基甲酰胺、I，3_二氧戊烷、I，2_二乙氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、或1,2-二丁氧基中的一種或幾種的組合。
[0042]該鋰鹽可包括氯化鋰(LiCl)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、甲磺酸鋰(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸鋰(LiCF3SO3)、六氟砷酸鋰(LiAsF6)、六氟銻酸鋰(LiSbF6)、高氯酸鋰(LiC104)、Li [BF2(C2O4) ]、Li[PF2(C204)2]、Li [N(CF3SO2)2]、Li [C(CF3SO2)3]及雙草酸硼酸鋰(LiBOB)中的一種或多種。
[0043]實施例1
請參閱圖3及圖4，將單質(zhì)硅顆粒、活性炭顆粒及紅磷顆?；旌暇鶆?，形成該含磷負極復(fù)合材料。該活性炭在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為47.5%。該紅磷在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為50%。該單質(zhì)硅在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為2.5%。該紅磷顆粒的平均粒徑約為2微米。該活性炭的平均粒徑約為5微米。從圖4可以看到混合后碳、硅、磷三種元素基本均勻分布。
[0044]將該含磷負極復(fù)合材料作為負極活性材料組裝鋰離子電池，用聚四氟乙烯做為黏結(jié)劑，乙炔黑為導(dǎo)電劑，乙醇做為分散劑(按質(zhì)量比為含磷負極復(fù)合材料:黏結(jié)劑:導(dǎo)電劑:分散劑=8:1:1:100)，混合形成負極漿料涂覆在負極集流體表面，并經(jīng)120°C真空干燥24小時形成負極片。以金屬鋰片做對電極，采用lmol/L的六氟磷酸鋰在碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯中的混合溶液，其中，碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯和碳酸二甲酯的體積比為1:1:1，隔膜采用celgard 2400，組成電池。
[0045]對比例I
與實施例1基本相同，區(qū)別僅在該含磷負極復(fù)合材料不含該單質(zhì)硅顆粒。該活性炭顆粒在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為50%。該紅磷顆粒在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為50%。
[0046]對比例2
與實施例1基本相同，區(qū)別僅在該含磷負極復(fù)合材料不含活性炭顆粒。該單質(zhì)硅顆粒在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為50%。該紅磷顆粒在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比約為50%。
[0047]將實施例1與對比例1-2的鋰離子電池以恒定的電流密度100mA/g進行充放電測試，放電截止電壓為0V，充電截止電壓為2V。
[0048]請參閱圖5及圖6，實施例1的鋰離子電池首次循環(huán)具有接近1000mAh/g的可逆充電容量，其中不僅包含發(fā)生在約0.2V vs.Li/Li+電壓平臺的單質(zhì)硅的可逆充電容量，還包括發(fā)生在約1.25V vs.Li/Li+電壓平臺的紅磷的可逆充電容量。
[0049]請參閱圖7，對比例I的鋰離子電池雖然首次放電的放電容量為2500mAh/g，但基本不具有可逆的充電容量。
[0050]通過分析這兩種電池的充放電曲線可以看到，在對比例I中雖然加入了大量活性炭與紅磷混合，但未加入單質(zhì)硅或一氧化硅，電池基本沒有可逆充電容量，這是由于紅磷是絕緣體，雖然與導(dǎo)電碳單質(zhì)混合，但大粒徑的紅磷內(nèi)部無法得到利用，無法實現(xiàn)鋰離子可逆的脫嵌。而在實施例1中，雖然同樣采用顆粒粒徑較大的紅磷，但由于組分(3)的存在，與紅磷產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，激活了紅磷的可逆充電容量。該實施例1電池負極中組分(3)含量僅為5%，主要貢獻容量的活性物質(zhì)為紅磷，由此可以證明，該組分(3)在該電池中起到的不僅是自身作為負極活性材料，還與紅磷產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，顯著提高紅磷的電化學(xué)儲鋰可逆性。
[0051]請參閱圖8，對比例2的鋰離子電池，在不含活性炭的情況下，由于單質(zhì)硅與紅磷的導(dǎo)電性均較較差，因此同樣基本不具有可逆的充電容量，從而使電池?zé)o法循環(huán)。
[0052]可以理解，該實施例1為了體現(xiàn)組分(3)在含磷負極復(fù)合材料中的作用，采用的是顆粒粒徑較大的紅磷，而現(xiàn)有技術(shù)表明，將紅磷納米化后與導(dǎo)電碳單質(zhì)復(fù)合可以提高電池的電化學(xué)性能，因此，本發(fā)明當(dāng)然可以采用更小粒徑的紅磷與組分(2)及組分(3)進行混合。另外，該實施例1為了體現(xiàn)組分(3)在含磷負極復(fù)合材料中的作用，采用了含量較低的組分
(3)，但由于單質(zhì)硅本身具有可逆的充放電容量，是一種負極活性材料，因此本發(fā)明含磷負極復(fù)合材料中當(dāng)然也可以包括含量較高的單質(zhì)硅?？傊?，本發(fā)明旨在保護組分(3)在含磷負極復(fù)合材料與紅磷產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，激活了紅磷的可逆充電容量，顯著提高紅磷的電化學(xué)儲鋰可逆性，使原本無法直接利用的紅磷可以作為一種高容量的負極活性材料使用。
[0053]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當(dāng)然這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種含磷負極復(fù)合材料，包括組分(I)?(3): (1)紅磷； (2)導(dǎo)電碳單質(zhì);及 (3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種， 該組分(I)?(3)均勻混合，該組分(2)與(3)的材料粒徑均為納米級或微米級。2.如權(quán)利要求1所述的含磷負極復(fù)合材料，其特征在于，該組分(I)紅磷的平均粒徑為0.1nm?2mmο3.如權(quán)利要求1所述的含磷負極復(fù)合材料，其特征在于，該組分(I)紅磷在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比為50%?90%。4.如權(quán)利要求1所述的含磷負極復(fù)合材料，其特征在于，該組分(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)選自石墨烯、碳納米管、碳纖維、導(dǎo)電炭黑、多孔碳、裂解碳、乙炔黑、活性、導(dǎo)電石墨及無定形碳中的至少一種。5.如權(quán)利要求1所述的含磷負極復(fù)合材料，其特征在于，該組分(3)與組分(2)中部分硅元素與碳元素形成合金、化學(xué)接枝或碳化硅。6.如權(quán)利要求1所述的含磷負極復(fù)合材料，其特征在于，該組分(3)在該含磷負極復(fù)合材料中的質(zhì)量百分比為0.1%?10%。7.如權(quán)利要求1所述的含磷負極復(fù)合材料，其特征在于，該組分(I)與組分(3)之間的比例為5:1?20:1。8.一種含磷負極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟: S102，提供組分(I)?(3);以及 S104，將組分(I)?(3)均勻混合， 該組分(I)?(3)為: (1)紅磷； (2)導(dǎo)電碳單質(zhì);及 (3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種，該組分(2)與(3)的材料粒徑均為納米級或微米級。9.一種含磷負極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟: S202，提供組分(I)及硅碳復(fù)合物，該硅碳復(fù)合物含有組分(2)及組分(3);以及 S204，將該組分(I)及該硅碳復(fù)合物均勻混合， 該組分(I)?(3)為: (1)紅磷； (2)導(dǎo)電碳單質(zhì);及 (3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種，該組分(2)與(3)的材料粒徑均為納米級或微米級。10.如權(quán)利要求9所述的含磷負極復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在該步驟S202中，該硅碳復(fù)合物的制備方法為在組分(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)表面接枝該組分(3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種。11.如權(quán)利要求9所述的含磷負極復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在該步驟S202中，該硅碳復(fù)合物的制備方法為將含有硅元素的碳源裂解，使該碳源形成該組分(2)導(dǎo)電碳單質(zhì)的同時，使碳源中的硅元素以單質(zhì)硅和/或一氧化硅的形式形成在該導(dǎo)電碳單質(zhì)中。12.如權(quán)利要求9所述的含磷負極復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在該步驟S202中，該硅碳復(fù)合物的制備方法為利用化學(xué)沉積或物理沉積的方法將組分(3)及組分(2)中的一種沉積在另一種的表面。13.—種鋰離子電池，包括正極、負極、設(shè)置在該正極與負極之間的隔膜，以及浸潤該正極、負極及隔膜的電解質(zhì)溶液，其特征在于，該負極包括含磷負極復(fù)合材料，該含磷負極復(fù)合材料包括組分(I)?(3): (1)紅磷； (2)導(dǎo)電碳單質(zhì);及 (3)單質(zhì)硅及一氧化硅中的至少一種， 該組分(I)?(3)均勻混合，該組分(2)與(3)的材料粒徑均為納米級或微米級。
【文檔編號】H01M4/62GK105845906SQ201610216544
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】王莉, 何向明, 李驕陽, 李建軍, 尚玉明
【申請人】清華大學(xué)