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碳包覆氧化亚硅负极材料的工业制备方法与流程

660   编辑:中冶有色网   来源:浙江省建筑材料科学研究所有限公司  
2023-10-25 10:54:46
1.本发明涉及氧化亚硅负极材料制备技术,特别是一种碳包覆氧化亚硅负极材料的工业制备方法。 背景技术: 2.锂离子电池自从商业化后,因具有能量密度高、循环寿命长、环境友好等优点而成为当今电池储能的主流。其正负极作为结构的重要组成部分,决定了锂离子电池包括容量在内主要性能。目前普遍采用的石墨负极材料已接近理论容量的极限(372mah/g),而硅基负极材料(硅、氧化亚硅)因其理论容量高(最高可达4200mah/g)而成为新一代负极材料的最优选项。但硅基负极材料也存在充放电过程中体积膨胀大(300%)、导电性能差、首次充放电效率低等缺陷,需要进行改性处理后,以一定比例掺入石墨负极材料中使用,从而将现有的石墨负极材料实际容量从350mah/g左右进一步提升至420~600mah/g。 3.作为硅基负极材料的一种,氧化亚硅虽然理论容量上较硅负极材料小,但由于其充放电过程中膨胀较小(200%),循环稳定性能好,材料颗粒尺寸只需做到微米级,因而在动力电池等领域有着广泛的应用前景。 4.目前普遍采用的是化学气相沉积法(cvd)来对氧化亚硅粉料进行碳包覆改性处理,通常推出的氧化亚硅负极材料均以掺入石墨(95%~90%)的复合材料为主,其生产效率较低(每批次在100千克左右),且能耗高,导致其生产成本高,产品的主要性能指标首次可逆比容量和首次效率最高只能达到1600mah/g和75%左右。如专利分开号为cn110828811a,公开的一种锂离子电池用球形氧化亚硅-石墨复合负极材料及其制备方法,先将氧化亚硅原料与天然石墨原料分别进行球磨处理,然后与沥青、异丙醇铝和其它有机碳源混合进行喷雾干燥,最后在惰性气氛下进行高温歧化反应和碳化处理。该产品为亚硅石墨复合材料,成分包括亚硅、石墨、无定形碳,制作方式主要是将亚硅和石墨分别与酒精混合后球磨成浆料,将两种浆料和沥青异丙醇铝混合球磨,然后经喷雾干燥后在气保下进行煅烧到1100度制得。 技术实现要素: 5.本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种碳包覆氧化亚硅负极材料的工业制备方法,它具有满足工业制备要求,在降低产品能耗和生产成本同时,提高产品性能首次可逆比容量、首次效率以及循环寿命等特点。 6.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种碳包覆氧化亚硅负极材料的工业制备方法,其特征是包括以下步骤: 7.(一)包覆溶液
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