一种高压实密度硅碳负极材料及其制备方法和应用_1800001248926411.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN105932245A

(43)申请公布日

2016.09.07

(21)申请号201610341559.X

(22)申请日2016.05.20

(71)申请人中国科学院化学研究所

地址100190北京市海淀区中关村北一街2

号

(72)发明人郭玉国徐泉孔一鸣李金熠

殷雅侠

(74)专利代理机构北京知元同创知识产权代理

事务所(普通合伙)11535

代理人刘元霞牛艳玲

(51)Int.Cl.

H01M4/36(2006.01)

H01M4/38(2006.01)

H01M4/62(2006.01)

H01M10/0525(2010.01)

权利要求书2页说明书9页附图1页

(54)发明名称

一种高压实密度硅碳负极材料及其制备方

法和应用

(57)摘要

本发明提供了一种高压实密度硅碳负极材

料的制备方法及其应用，所述硅碳负极材料由硅

粉、石墨、添加剂按照一定比例混合成形，经煅

烧、包覆再次煅烧后得到最终产品，其中硅碳复

合材料为多孔的球形结构。所述硅以纳米硅的形

式均匀分散在多孔硅碳球内部，其中硅的粒径小

于200nm且表面有一层均匀的包覆层。所述高压

实密度硅碳负极材料用于锂离子电池效率高、容

量大、循环稳定性好，并且高压实密度硅碳负极

材料的制备方法简单，成本低，适合大规模生产。

A

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N

C

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CN105932245A权利要求书1/2页

1.一种高压实密度硅碳负极材料，其包括核心层和核心层外的包覆层，所述核心层为

多孔硅碳材料，其表面包覆一层厚度为5-50nm之间的无定形碳或三氧化二铝包覆层，以所

述负极材料的总重量为基准计算，其中硅含量为5％-50％，碳含量为50％-95％，且所述负

3

极材料的压实密度为0.6-1.8g/cm，优选的，所述碳含量为90-95％，所述压实密度为1.5-

3

1.8g/cm。

2.根据权利要求1所述的高压实密度硅碳负极材料，所述核心层以硅粉、石墨、添加剂

为原材料制备得到，其中硅粉的平均粒径为10nm-10μm，优选为60nm-1μm；石墨为鳞片石墨

和球形石墨，优选为平均粒径在100nm-20μm之间的鳞片石墨，更优选为平均粒径在1μm-10μ

m之间的一种或多种鳞片石墨，最优选平均粒径为1μm、5μm和10μm的鳞片石墨的组合；添加

剂选自包含但不仅限于下述物质中的一种或多种：葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、酚醛树脂、海藻酸

钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、沥青、明胶、淀粉、壳聚糖、石墨烯、碳纳米管、科琴黑、

聚苯胺、聚噻吩、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、异丙醇铝、三烷基铝、二烷基氯化铝，优选葡萄

糖与聚乙烯吡咯烷酮的组合、淀粉与沥青的组合、聚丙烯腈与酚醛树脂的组合。

3.根据权利要求2所述的高压实密度硅碳负极材料，其中用于制备所述核心层的添加

剂为葡萄糖与聚乙烯吡咯烷酮的组合、淀粉与沥青的组合，或聚丙烯腈与酚醛树脂的组合，

形成所述包覆层的原料选自异丙醇铝或酚醛树脂，优选，所述添加剂为葡萄糖与聚乙烯吡

咯烷酮的组合，同时形成所述包覆层的原料选自异丙醇铝；所述添加剂为葡萄糖与聚乙烯

吡咯烷酮的组合，同时形成所述包覆层的原料选