【CN109841814A】一种硅碳负极材料的制备方法【专利】
一种硅碳负极材料及其制备方法与流程
一种硅碳负极材料及其制备方法与流程随着电动车、储能设备等领域的快速发展，锂离子电池作为一种高性能的储能设备已广泛应用。
负极材料作为锂离子电池中重要的组成部分，其性能直接影响了电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
本文将介绍一种硅碳负极材料及其制备方法与流程，该材料具有较高的比容量和良好的循环性能，能够提高电池的能量密度和循环寿命。
一、硅碳负极材料的特点硅碳负极材料由硅和碳组成，相比传统的石墨材料，具有以下特点：1. 较高的比容量：硅碳材料具有更多的活性锂嵌入位，可实现更高的比容量，提高电池的能量密度。
2. 良好的循环性能：硅碳材料能够缓解锂离子的体积膨胀，减少电池在充放电循环中的容量衰减，延长电池的循环寿命。
3. 优良的导电性：硅碳材料具有较高的电导率，能够提高电池的充放电速度和功率性能。
二、硅碳负极材料的制备方法与流程硅碳负极材料的制备方法主要包括前驱体制备、混合制备、炭化处理等步骤。
下面详细介绍每个步骤的具体操作过程。
1. 前驱体制备（1）选择合适的硅源和碳源。
常用的硅源包括硅粉、硅烷等，碳源可以选择乙烯、苯乙烯等。
（2）将硅源和碳源按一定比例混合，加入适量的溶剂（如乙醇、丙酮等），在搅拌下均匀混合。
（3）将混合物放入高温烘箱中，在一定的温度下干燥，得到硅碳前驱体。
（1）将硅碳前驱体放入高温管炉中，进行热处理。
通过控制温度和时间，使前驱体逐渐脱除气体和溶剂，转化为纯净的硅碳材料。
（2）将热处理后的硅碳材料进行粉碎，得到均匀细小的硅碳粉末。
3. 混合制备（1）将硅碳粉末与导电剂（如碳黑）、粘结剂（如聚合物）和溶剂进行混合。
导电剂能提高材料的导电性能，粘结剂能增加材料的黏合度。
（2）在搅拌过程中，逐渐加入适量的溶剂，使混合物充分均匀，并形成可挤压成形的糊状料。
4. 挤压成形（1）将糊状料注入挤压机中，通过挤压模具挤出圆柱状或片状形状的电极片。
（2）取出挤压成形的电极片，经过一段时间的干燥，使其成为具有一定强度和韧性的电极。
一种硅碳负极材料的制备方法及该硅碳负极材料[发明专利]
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专利名称：一种硅碳负极材料的制备方法及该硅碳负极材料专利类型：发明专利
发明人：孙利佳,刘文缙,陈一帆,安永昕,曹炬
申请号：CN201711032312.0
申请日：20171030
公开号：CN107749474A
公开日：
20180302
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种硅碳负极材料的制备方法，具体步骤是采用离子液体或离子液体和其他有机物的混合物作为碳源，对硅材料进行高温热解碳包覆。
本发明中所使用的离子液体的阴离子为含氟阴离子。
本发明还包括采用上述制备方法制得的硅碳负极材料及其在制备锂电池中的应用。
本发明制备方法简单，能够有效提升硅碳负极材料的循环性能。
申请人：北京万源工业有限公司
地址：100176 北京市大兴区北京经济技术开发区锦绣街6号航天科技园
国籍：CN
代理机构：核工业专利中心
代理人：王洁
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【CN109980194A】一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法【专利】
(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910146608.8(22)申请日 2019.02.27(71)申请人 福建翔丰华新能源材料有限公司地址 366011 福建省三明市永安市贡川镇水东园区38号(72)发明人 叶圣杰 赵东辉 周鹏伟 (74)专利代理机构 厦门市新华专利商标代理有限公司 35203代理人 吴成开 徐勋夫(51)Int.Cl.H01M 4/36(2006.01)H01M 4/38(2006.01)H01M 4/583(2010.01)H01M 10/0525(2010.01)B82Y 30/00(2011.01)(54)发明名称一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法(57)摘要本发明公开一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，包括有以下步骤：（1）将纳米硅粉溶在氨水溶液中，加入正硅酸乙酯，通过缩聚反应将氧化硅包覆于硅纳米颗粒表面，产物用无水乙醇清洗，干燥烘干后收集备用；（2）将步骤（1）得到的粉末加入多巴胺溶液中，在pH=8.5下通氧聚合得到硅碳前驱体，产物用蒸馏水清洗，干燥烘干后收集备用；（3）将步骤（2）得到的粉末在气体保护下高温碳化，冷却至室温；所得产物用氢氟酸处理，过滤后清洗至中性，干燥烘干后得到硅碳负极材料。
通过采用本发明方法对纳米硅粉进行水解聚合，然后进行包覆，最后再进行高温炭化，如此能够控制纳米硅基内部空隙，有效提高硅基负极循环性能。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109980194 A 2019.07.05C N 109980194A权 利 要 求 书1/1页CN 109980194 A1.一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：（1）将纳米硅粉溶在氨水溶液中，加入正硅酸乙酯，通过缩聚反应将氧化硅包覆于硅纳米颗粒表面，产物用无水乙醇清洗，干燥烘干后收集备用；（2）将步骤（1）得到的粉末加入多巴胺溶液中，在pH=8.5下通氧聚合得到硅碳前驱体，产物用蒸馏水清洗，干燥烘干后收集备用；（3）将步骤（2）得到的粉末在气体保护下高温碳化，冷却至室温；所得产物用氢氟酸处理，过滤后清洗至中性，干燥烘干后得到硅碳负极材料。
一种硅碳负极材料的制备工艺[发明专利]
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专利名称：一种硅碳负极材料的制备工艺专利类型：发明专利
发明人：王金山
申请号：CN201811540091.2
申请日：20181217
公开号：CN109659529A
公开日：
20190419
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种硅碳负极材料的制备工艺，其制得的负极材料用于锂离子电池具有更高的能量密度和循环利用次数。
该工艺包括如下顺序步骤：将直径200nm的氧化硅颗粒与铝粉进行均匀混合得到混合物A；将得到的混合物A放入管式炉中，在氩气的保护下，720°C焙烧5小时，得到产物B；用浓度1%的盐酸清除产物B中没有反应的铝，得到产物C；利用铪溶液清除产物C中没有反应的氧化硅，得到具有3D蜂巢状多孔框架结构的硅材料D；将多孔硅材料D和石墨按照摩尔比1:9的比例进行融合，使得多孔硅材料D的表面包覆一层石墨，得到硅碳负极材料。
本发明的硅碳负极材料的制备工艺能够有效提高电池的能量密度，具有很好的实用性。
申请人：潍坊汇成新材料科技有限公司
地址：261000 山东省潍坊市经济开发区泰祥街以北、长松路以东
国籍：CN
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一种硅碳负极材料及其制备方法[发明专利]
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专利名称：一种硅碳负极材料及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：李昭进,郭旭,张迪,胡志林,王波,王欢,王秋君申请号：CN202210033592.1
申请日：20220112
公开号：CN114373918A
公开日：
20220419
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种硅碳负极材料及其制备方法，该硅碳负极材料的制备方法包括如下步骤：将纳米硅和分散剂在铬酸钙水溶液中混合均匀，加热，过滤，干燥得第一中间产物；将所述第一中间产物与多巴胺混合均匀，在惰性气氛下煅烧，得第二中间产物；将所述第二中间产物放入稀硫酸溶液中进行反应，过滤、清洗、干燥得所述硅碳负极材料。
本发明的硅碳负极材料的制备方法不仅操作过程简单、操作便捷，并且不需要使用氢氟酸，制造过程对环境非常友好，几乎没有安全隐患，通过本发明的制备方法制备得到的硅碳负极材料具有蛋黄壳结构，能够为硅的体积膨胀提供足够的钝化空间，导电性良好，能够有效提高锂离子电池的电化学性能。
申请人：河北科技大学,河北坤天新能源科技有限公司
地址：050000 河北省石家庄市裕翔街26号
国籍：CN
代理机构：河北国维致远知识产权代理有限公司
代理人：庞玉净
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一种硅碳负极材料及其制备方法与流程
一种硅碳负极材料及其制备方法与流程【最新版3篇】《一种硅碳负极材料及其制备方法与流程》篇1一种硅碳负极材料及其制备方法与流程如下：材料：硅碳负极材料主要由硅材料和碳材料组成，其中硅材料可以是硅粉、硅晶体、硅片等，碳材料可以是碳粉、碳晶体、碳片等。
此外，还可以加入一些其他材料，如氧化亚硅、石墨烯等，以提高材料的性能。
制备方法：1. 将硅材料和碳材料按照一定的比例混合均匀，形成硅碳负极材料的前驱体。
2. 将前驱体进行烧结、熔融、碳化等处理，以形成硅碳负极材料。
3. 对硅碳负极材料进行粉碎、分级、搅拌等处理，以获得合适的粒度和分布。
4. 将硅碳负极材料进行表面修饰，如涂覆碳层、氧化层等，以提高其性能。
流程：1. 硅材料和碳材料的混合：将硅材料和碳材料按照一定的比例混合均匀，可以使用机械混合、搅拌等方法。
2. 前驱体的制备：将混合均匀的硅材料和碳材料进行烧结、熔融、碳化等处理，以形成硅碳负极材料的前驱体。
3. 硅碳负极材料的制备：将前驱体进行粉碎、分级、搅拌等处理，以获得合适的粒度和分布。
然后将硅碳负极材料进行表面修饰，如涂覆碳层、氧化层等，以提高其性能。
4. 性能测试：对制备好的硅碳负极材料进行性能测试，如电容、电阻、循环寿命等，以评估其性能。
《一种硅碳负极材料及其制备方法与流程》篇2一种硅碳负极材料及其制备方法与流程如下：材料：硅碳负极材料主要由硅和碳组成，其中硅的比例通常在50% 以上，碳的比例通常在50% 以下。
硅可以是纳米硅、微米硅或硅粉，碳可以是石墨碳、硬碳或软碳等。
此外，还可以加入少量的其他元素或化合物，如锰、铜、镍、铝、氧化物等，以改善材料的性能。
制备方法：硅碳负极材料的制备方法通常包括以下步骤：1. 硅和碳的前驱体处理：将硅和碳的前驱体材料进行粉碎、筛分、清洗等处理，以获得合适的粒度和均匀的混合物。
2. 混合物的热处理：将硅和碳的前驱体混合物在高温下进行热处理，以形成硅碳负极材料。
热处理温度通常在1000°C 以上，时间通常在几个小时到几十个小时之间。
一种硅碳负极材料及其制备方法与流程
一种硅碳负极材料及其制备方法与流程硅碳材料是一种新型的负极材料，由硅和碳组成。
相比传统的碳负极材料，硅碳材料具有更高的容量和更好的循环稳定性，有望在锂离子电池等领域取得广泛应用。
本文将介绍一种硅碳负极材料的制备方法及其流程。
首先，硅碳材料可以通过合成硅碳化合物得到。
合成硅碳化合物的方法有很多种，常见的方法包括化学气相沉积法、物理气相沉积法和溶液法等。
以下以化学气相沉积法为例进行介绍。
制备硅碳材料的化学气相沉积法是通过在高温下使气态前驱体发生化学反应沉积到基底上得到。
具体步骤如下：步骤一：制备催化剂。
首先，选择一种合适的金属催化剂，如镍、铁等。
然后，在载体上制备金属催化剂颗粒，常见的方法有浸渍法和物理混合法等。
步骤二：制备气态前驱体。
选择合适的硅和碳源，可以是气体或液体。
将硅源和碳源进一步处理，得到气态前驱体。
常见的气态前驱体有硅烷类化合物和有机硅化合物。
步骤三：沉积硅碳化合物。
在高温下，将气态前驱体导入反应室中。
同时，通过适当的流速和温度控制，使气态前驱体在金属催化剂表面发生化学反应，生成硅碳化合物。
反应室内的压力和气氛也需要合适地控制，以保证反应能够顺利进行。
步骤四：热处理。
经过一定时间的沉积，硅碳材料会在基底上形成一层薄膜。
为了提高材料的结晶度和结构稳定性，这层薄膜需要进行热处理。
热处理的条件包括温度和时间等，需要根据具体的材料和应用要求进行合理选择。
以上就是一种硅碳负极材料的制备方法及其流程。
当然，不同的制备方法可能有所不同，但基本原理相似。
硅碳材料在电池等领域具有广阔的应用前景，通过不断改进制备方法和流程，可以进一步提高材料的性能和应用价值。
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(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910122429.0
(22)申请日 2019.02.19
(71)申请人 深圳市斯诺实业发展有限公司
地址 518000 广东省深圳市南山区高新区
北区朗山路28号1栋2层西侧、2栋1层、
3栋1层
申请人 上海交通大学
(72)发明人 王开学 刘昕 陈接胜 鲍海友
(74)专利代理机构 深圳市科吉华烽知识产权事
务所(普通合伙) 44248
代理人 胡吉科
(51)Int.Cl.
H01M 4/36(2006.01)
H01M 4/583(2010.01)
H01M 4/62(2006.01)
H01M 4/38(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)
(54)发明名称一种硅碳负极材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种硅碳负极材料的制备方法，其包括以下步骤：选择反应物料，并对反应物料进行烘干、共混处理；其中，硅前驱体材料在烘箱内烘干24-48小时；在反应釜中加入反应物料，在N 2或Ar气的气氛下反应，反应釜的压力为1-3MPa，反应温度为150-450℃，反应时间为6-60小时，得到反应彻底的硅负极材料；对得到的硅负极材料进行水洗、酸洗、过滤、干燥，得到硅材料；对得到的硅材料进行包碳处理，然后与石墨负极材料进行掺杂复合，得到硅碳负极材料。
采用本发明的技术方案，能够完全实现大批量规模化生产硅碳负极材料，生产硅材料的成本低廉，后处理过程安全无害，循环容量高，首次充放电效率高，
循环寿命长。
权利要求书2页 说明书8页 附图3页CN 109841814 A 2019.06.04
C N 109841814
A
1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤S1，选择反应物料，包括硅前驱体材料、反应还原剂材料和无水氯化盐，并对反应物料进行烘干、共混处理；其中，硅前驱体材料在烘箱内烘干24-48小时；
步骤S2，利用改进的熔融盐还原方法，在反应釜中加入反应物料，在惰性气体气氛下反应，反应釜的压力为1-3MPa，反应温度为150-450℃，反应时间为6-60小时，得到硅负极材料；
步骤S3，对步骤S2得到的硅负极材料进行水洗、酸洗、过滤、干燥，得到硅材料；其中，所述酸洗采用的溶液为HCl溶液、HNO 3溶液、或者HCl和HNO 3的混合溶液；
步骤S4，对得到的硅材料进行包碳处理，得到包覆碳的硅材料；若步骤S1中对烘干后的硅前驱体材料进行了包碳处理，那么此步骤省略；
步骤S5，将步骤S4得到的包覆碳的硅材料与石墨负极材料进行掺杂复合，得到硅碳负极材料。
2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述硅前驱体材料为无定形二氧化硅或石英砂；所述反应还原剂材料为Mg粉或/和Al粉；还原剂材料的粒径为80-300目；所述无水氯化盐为AlCl 3、或AlCl 3和NaCl的混合物。
3.根据权利要求2所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述还原剂材料还包括碳粉。
4.根据权利要求2所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述无水氯化盐为AlCl 3和NaCl的混合物，AlCl 3和NaCl的质量比为5:1~100:1。
5.根据权利要求4所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述AlCl 3和NaCl的质量比为20:1~50:1。
6.根据权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，先将烘干的硅前驱体材料和反应还原剂材料在惰性气氛保护下的球磨罐里进行球磨共混，得到硅前驱体和还原剂的混合物，其中球磨的转速为50-250 rpm，球磨时间为60-120min，球料比为1：5~1:10；然后将硅前驱体和还原剂的混合物与无水氯化盐混合，混合时间为20-60 min。
7.根据权利要求1所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述气氛为Ar气；反应温度为250-450℃。
8.根据权利要求8所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述酸洗采用的溶液为去离子水、0.5~1M 的HCl溶液和乙醇的混合物。
9.根据权利要求8所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述包碳处理采用喷雾干燥包碳或原位包碳的方法，包覆碳和硅的质量比为1:1~10；
所述喷雾干燥包碳的碳源为柠檬酸、蔗糖、葡萄糖、沥青、尿素或PVP中的至少一种；所述原位包碳的碳源为导电聚合物或酚醛树脂；包碳处理中，包覆碳源后在惰性气体氛围下进行烧结，升温速度为2-10℃/min，烧结温度为500-800℃，反应时间为2-6h；
步骤S5中，掺杂复合中，包覆碳的硅材料占硅碳/石墨负极材料的质量百分比为2.5-15%。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S5中，对石墨进行羧基化处理方法，使其表面带上均匀的负电荷，得到改性后的石墨；对步骤S4得到的包覆碳的硅材料进行氨基化处理，使其表面带均匀正电荷，得到改性后的硅碳复
权 利 要 求 书1/2页2CN 109841814 A。