(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103236530 A (43)申请公布日 2013.08.07 |
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(21)申请号 CN201310151522.7
(22)申请日 2013.04.26
(71)申请人 奇瑞汽车股份有限公司
地址 241006 安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号
(72)发明人 朱广燕 赵志刚 陈效华
(74)专利代理机构 北京天昊联合知识产权代理有限公司
代理人 柴亮
(51)Int.CI
H01M4/38
H01M10/0525
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种硅碳复合材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，其可解决现有的硅碳复合负极材料和由其制备的锂离子电池的循环性能差、导电性能低下的问题。本发明的复合材料的制备方法包括混料的步骤、二氧化硅包覆步骤、碳包覆步骤和脱二氧化硅层步骤。本发明的硅碳复合材料的制备方法利用预留的孔隙来容纳硅颗粒嵌锂过程中的体积膨胀，且在孔隙中预先分散导电网络碳材料，提高了硅碳复合材料的导电性，达到减缓甚至消除电化学活性物质因体积膨胀而粉化脱落的现象，有效延长硅碳复合材料的循环寿命。本发明的硅碳复合材料是由上述方法制备的。本发明的锂离子电池包括上述硅碳复合材料。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方 法包括：
1）混料步骤：
将硅粉和导电碳材料加入到硅酸钠溶液进行混料，得到混合 物；
2）二氧化硅包覆步骤：
向步骤1）得到的混合物加入无机酸反应得到二氧化硅包覆 的硅-导电碳网络复合材料；
3）碳包覆步骤：
将步骤2）得到的二氧化硅包覆的硅-导电碳网络复合材料用 高分子聚合物在加热下进行碳包覆；
4）脱二氧化硅层步骤：
将步骤3）得到的经过二氧化硅和碳包覆的硅-导电碳网络复 合材料用进行脱二氧化硅层，获得硅碳复合材料。
2.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在所述的混料步骤中，所述的混料为超声分散1h-4h，硅粉与 硅酸钠的质量比为1︰（5-10），导电碳材料与硅粉的质量比为1 ︰（10-20）。
3.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在所述的混料步骤中，所述的导电碳材料为石墨烯、碳纳米 管、气相生长碳纤维、乙炔黑、膨胀石墨、石墨中的任意一种或 几种。
4.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在二氧化硅包覆步骤中，所述的反应时间为2h-4h，所述的无 机酸为盐酸或硫酸。
5.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在碳包覆步骤中，所述的高分子聚合物为聚氯乙烯、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、酚醛树脂、沥青、葡萄糖、 蔗糖中的任意一种或几种。
6.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在碳包覆步骤中，所述的高分子聚合物与二氧化硅包覆的硅- 导电碳网络复合材料的质量比为1︰（1-3），所述的碳包覆的加 热温度为700℃-900℃。
7.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在脱二氧化硅层步骤中，所述的的质量浓度为5%-40%， 反应时间为1h-10h，与硅酸钠的物质的量比为（4-10）︰1。
8.如权利要求7所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在 于，在脱二氧化硅层步骤中，所述的的质量浓度为 10%-20%，反应时间为2h-8h。
9.一种硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料是通 过权利要求1～8中任意一项所述的方法制备的。
10.一种锂离子电池，其特征在于，其负极含有权利要求9所 述的硅碳复合材料。
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