一种硅碳复合材料、其制备方法和用途

摘要

本发明涉及一种硅碳复合材料、其制备方法和用途。所述方法包括如下步骤：(1)将报废太阳能板进行机械力处理，得到纳米硅，然后将所述纳米硅进行化学腐蚀，得到多孔纳米硅；(2)制备含有所述多孔纳米硅和硅烷偶联剂的分散液，将所述分散液过滤；(3)在惰性气氛下，将步骤(2)过滤得到的固体产物煅烧，得到硅碳复合材料。本发明通过采用低成本的报废太阳能硅板进行处理得到多孔纳米硅，之后与硅烷偶联剂在高温条件下反应制备出硅碳复合材料，硅烷偶联剂与纳米硅之间产生协同效应，即纳米硅表面硅烷偶联剂表面水解生成硅羟基，所述硅碳复合材料吸附电子生成结构稳定的复合体，从而提高锂离子电池的电化学性能。

权利要求

1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将报废太阳能板进行机械力处理，得到纳米硅，然后将所述纳米硅进行化学腐蚀，得到多孔纳米硅；

(2)制备含有所述多孔纳米硅和硅烷偶联剂的分散液，将所述分散液过滤；

(3)在惰性气氛下，将步骤(2)过滤得到的固体产物煅烧，得到硅碳复合材料；

其中，步骤(2)所述分散液中还包括分散剂、功能添加剂和有机溶剂；步骤(2)所述分散液的制备过程包括：将硅烷偶联剂和有机溶剂混合，得到混合溶液；然后将所述混合溶液、多孔纳米硅、分散剂和功能添加剂混合，超声，得到分散液；所述功能添加剂包括氯化硅和/或四溴化硅。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述机械力处理包括：将所述报废太阳能板依次进行削片和砂磨的过程。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述削片采用盘式削片机进行。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行削片的过程中，削片刀与报废太阳能板之间滴加0.5wt％～5.0wt％的有机硅消泡剂。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述削片后，报废太阳能板的粒径为500～

1000μm。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米硅的粒径为50～200nm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述机械力处理之后，还包括清洗和过滤的过程。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述清洗为超声清洗。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述化学腐蚀的过程包括：将所述纳米硅浸泡在酸性刻蚀液中。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述酸性刻蚀液为氢氟酸。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述酸性刻蚀液的浓度为0.1～0.5mol/L。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述浸泡的时间为1～24h。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学腐蚀之后，还包括将得到的产物进行清洗和干燥的过程。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合溶液中，硅烷偶联剂的浓度为1～

10wt％。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声的时间为1～12h。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散液中，硅烷偶联剂：多孔纳米硅：分散剂：功能添加剂的质量比＝(0.5～2):(1～5):(0.5～2):(0.5～2)。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基官能团烷氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ‑氨丙基三甲氧基硅烷和γ‑巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括四氯化碳、二苯胺、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺和环己烷中的至少一种。

19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂包括聚乙二醇和/或聚乙烯醇。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述煅烧的温度为500～800℃。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的时间为1～6h。

22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将报废太阳能板进行削片至粒径为500～1000μm，然后进行砂磨并分级，得到粒径为50～200nm的纳米硅，超声清洗和过滤；

(2)将所述纳米硅浸泡在浓度为0.1～0.5mol/L的氢氟酸中1～24h，进行化学腐蚀，清洗，干燥，得到多孔纳米硅；

(3)将硅烷偶联剂和有机溶剂混合，得到硅烷偶联剂的浓度为1～10wt％的混合溶液；

然后将所述混合溶液、多孔纳米硅、分散剂和功能添加剂混合，超声1～12h，得到分散液，所述分散液中硅烷偶联剂：多孔纳米硅：分散剂：功能添加剂的质量比＝(0.5～2):(1～5):(0.5～2):(0.5～2)，将所述分散液过滤；

(4)在惰性气氛下，将步骤(2)过滤得到的固体产物在温度为500～800℃煅烧1～6h，得到硅碳复合材料。

23.一种硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料通过权利要求1‑22之一所述的方法制备得到。

24.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求23所述的硅碳复合材料。

25.如权利要求24所述的电池，其特征在于，所述电池为锂离子电池。

说明书

一种硅碳复合材料、其制备方法和用途

技术领域

[0001] 本发明属于电池技术领域，具体涉及一种硅碳复合材料、其制备方法和用途。

背景技术

[0002] 根据国家新能源车发展规划，新能源车产业对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。对于锂离子电池来说，负极材料是其重要组成部分并影响电池能量密度的重要因
素。

[0003] 目前市场化的负极材料主要以石墨类材料为主，但是石墨类材料的克容量偏低限制了锂离子电池能量密度的提高。而硅负极材料以其克容量高、资源丰富等优点而受到研
究者的重视，并应用于高比能量密度锂离子电池等领域。但是，硅材料膨胀率高、导电性差
及其价格太高成为制约其广泛应用的因素。

[0004] 目前制备硅碳的方法主要采用固相法制备，即主要通过机械方法制备出纳米硅材料或硅氧化合物材料。但是，所述机械方法由于收成率低、工序复杂及其提纯过程要求高，
造成其硅碳材料的价格偏高，比如纯硅氧材料纳米硅的单价达到(1～2)万元/kg，远高于石
墨材料(40～100)元/kg，造成其硅氧材料与石墨混合后价格远高于纯石墨材料的价格。

[0005] 同时，纳米硅材料的前驱体由于对材料的纯度要求较高造成其材料的价格过高。如CN103199252B公开了锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法，其制备过程为：将SiOx
碳化，使单颗粒Si分散在SiOx(SiOx为晶体和/或非晶体)中形成混合物，球磨，之后将含氧硅
基材料石墨粉体混合并分散、溶合得到硅碳负极材料。但是，由于其制备过程复杂，原材料
成本高，造成其制备出的硅碳材料成本过高。

[0006] CN109119601A公开了锂离子二次电池负极硅‑碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池。所述锂离子二次电池负极硅‑碳材料的制备方法包括：
S1、将原料硅材料粉碎成纳米硅；S2、将密度ρ≥1.1g/ml的树木木材进行炭化，制得木炭；
S3、将木炭粉碎成木炭粉，并干燥去除水份；S4、将干燥后的木炭粉进行加热前处理，去除挥
发粉和杂质；S5、将纳米硅和前处理后的木炭粉进行混合，使纳米硅嵌在木炭粉的气孔内；
S6、将混合后的纳米硅和木炭粉进行真空热处理。但是，所述方法得到的锂离子二次电池负
极硅‑碳材料成本高。

[0007] 因此，本领域需要开发一种新型硅碳复合材料制备方法，所述方法可有效降低硅碳复合材料的制备成本，且得到的硅碳复合材料电化学性能优异。

发明内容

[0008] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硅碳复合材料、其制备方法和用途。所述硅碳复合材料的制备方法可有效降低硅碳复合材料的制备成本，且得到的硅碳
复合材料电化学性能优异。

[0009] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0010] 本发明的目的之一在于提供一种硅碳复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0011] (1)将报废太阳能板进行机械力处理，得到纳米硅，然后将所述纳米硅进行化学腐蚀，得到多孔纳米硅；

[0012] (2)制备含有所述多孔纳米硅和硅烷偶联剂的分散液，将所述分散液过滤；

[0013] (3)在惰性气氛下，将步骤(2)过滤得到的固体产物煅烧，得到硅碳复合材料。

[0014] 本发明通过采用低成本的报废太阳能硅板进行处理得到多孔纳米硅，进而得到的产品中内核为多孔纳米硅，并在之后的反应部分生成硅氧化合物，可有效地降低极片的反
弹，并且所述多孔纳米硅具有高的比表面积，可提高其材料的吸液保液能力。

[0015] 本发明将得到的多孔纳米硅与硅烷偶联剂在高温条件下反应制备出硅碳复合材料，其具有制备过程简单、材料来源广泛、成本低及其一致性高等优点；同时，硅烷偶联剂与
纳米硅之间产生协同效应，即纳米硅表面硅烷偶联剂表面水解生成硅羟基，所述硅碳复合
材料吸附电子生成结构稳定的复合体，为之后高温反应提供反应条件，并生成结构稳定的
硅碳复合材料。

[0016] 本发明采用报废太阳能硅板作为硅源，一方面是由于其具有纯度高、成本便宜等优点，并且将其进行处理改性，作为锂离子电池负极材料具有比容量高、成本低等优点；另
一方面，太阳能硅板作为负极材料，较市场上购买的纳米硅，其具有缺陷少、与电解液副反
应少的优势，进而有效提升其材料的存储及其循环性能。

[0017] 优选地，步骤(1)所述机械力处理包括：将所述报废太阳能板依次进行削片和砂磨的过程。

[0018] 优选地，所述削片采用盘式削片机进行，优选在进行削片的过程中，削片刀与报废太阳能板之间滴加0.5wt％～5.0wt％(例如1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、
3.5wt％、4.0wt％或4.5wt％等)的有机硅消泡剂。

[0019] 优选地，所述削片后，报废太阳能板的粒径为500～1000μm，例如520μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm或980μm等。

[0020] 优选地，所述纳米硅的粒径为50～200nm，例如60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、160nm或180nm等。

[0021] 本发明所述纳米硅的粒径为50～200nm，粒径过大，材料的膨胀较大，影响循环等电化学性能；粒径过小，材料容易团聚，影响其材料的加工性能及其克容量发挥。

[0022] 优选地，步骤(1)所述机械力处理之后，还包括清洗和过滤的过程。

[0023] 优选地，所述清洗为超声清洗。

[0024] 优选地，步骤(1)所述化学腐蚀的过程包括：将所述纳米硅浸泡在酸性刻蚀液中。

[0025] 优选地，所述酸性刻蚀液为氢氟酸。

[0026] 优选地，所述酸性刻蚀液的浓度为0.1～0.5mol/L，例如0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L或0.45mol/L等。

[0027] 本发明所述酸性刻蚀液的浓度为0.1～0.5mol/L，浓度过大，腐蚀严重，纳米孔洞均匀性差，孔洞较大；浓度过小，腐蚀效果较差，影响其纳米孔洞的均匀分布。

[0028] 优选地，所述浸泡的时间为1～24h，例如2h、5h、8h、10h、12h、15h、18h、20h或22h等。

[0029] 优选地，所述化学腐蚀之后，还包括将得到的产物进行清洗和干燥的过程。

[0030] 优选地，步骤(2)所述分散液中还包括分散剂、功能添加剂和有机溶剂。

[0031] 优选地，步骤(2)所述分散液的制备过程包括：将硅烷偶联剂和有机溶剂混合，得到混合溶液；然后将所述混合溶液、多孔纳米硅、分散剂和功能添加剂混合，超声，得到分散
液。

[0032] 优选地，所述混合溶液中，硅烷偶联剂的浓度为1～10wt％，例如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等。

[0033] 优选地，所述超声的时间为1～12h，例如2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h或11h等。

[0034] 优选地，所述分散液中，硅烷偶联剂：多孔纳米硅：分散剂：功能添加剂的质量比＝(0.5～2):(1～5):(0.5～2):(0.5～2)，例如0.5:1:0.5:0.5、0.8:1.5:0.8:0.8、1:2:1:1、
1.5:3:1:1.5、1.5:3:1.5:1、2:4:1.5:1.5或2:5:2:2等。

[0035] 本发明所述分散液中硅烷偶联剂、多孔纳米硅、分散剂和功能添加剂的质量比的选择，可使本发明达到更为优异的技术效果。

[0036] 本发明所述硅烷偶联剂的含量过多，硅烷偶联剂自身容易耦合，影响其与多孔纳米硅的耦合；硅烷偶联剂的含量过少，耦合效果较差。

[0037] 优选地，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基官能团烷氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚丙基三甲氧
基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅
烷、γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ‑氨丙基三甲氧基硅烷和γ‑巯丙基三甲氧基硅烷中的
至少一种。

[0038] 优选地，所述有机溶剂包括四氯化碳、二苯胺、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺和环己烷中的至少一种。

[0039] 优选地，所述分散剂包括聚乙二醇和/或聚乙烯醇。

[0040] 优选地，所述功能添加剂包括氯化硅和/或四溴化硅。

[0041] 本发明所述功能添加剂可有效地加速硅烷偶联剂与纳米硅的复合。

[0042] 优选地，步骤(3)所述煅烧的温度为500～800℃，例如520℃、550℃、580℃、600℃、620℃、650℃、680℃、700℃、720℃、750℃或780℃等。

[0043] 优选地，所述煅烧的时间为1～6h，例如1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h或5.5h等。

[0044] 作为优选技术方案，本发明所述硅碳复合材料的制备方法包括如下步骤：

[0045] (1)将报废太阳能板进行削片至粒径为500～1000μm，然后进行砂磨并分级，得到粒径为50～200nm的纳米硅，超声清洗和过滤；

[0046] (2)将所述纳米硅浸泡在浓度为0.1～0.5mol/L的氢氟酸中1～24h，进行化学腐蚀，清洗，干燥，得到多孔纳米硅；

[0047] (3)将硅烷偶联剂和有机溶剂混合，得到硅烷偶联剂的浓度为1～10wt％的混合溶液；然后将所述混合溶液、多孔纳米硅、分散剂和功能添加剂混合，超声1～12h，得到分散
液，所述分散液中硅烷偶联剂：多孔纳米硅：分散剂：功能添加剂的质量比＝(0.5～2):(1～
5):(0.5～2):(0.5～2)，将所述分散液过滤；

[0048] (4)在惰性气氛下，将步骤(2)过滤得到的固体产物在温度为500～800℃煅烧1～6h，得到硅碳复合材料。

[0049] 本发明的目的之二在于提供一种硅碳复合材料，所述硅碳复合材料通过目的之一所述的方法制备得到。

[0050] 本发明的目的之三在于提供一种电池，所述电池包括目的之二所述的硅碳复合材料。

[0051] 优选地，所述电池为锂离子电池。

[0052] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0053] 本发明通过采用低成本的报废太阳能硅板进行处理得到多孔纳米硅，之后与硅烷偶联剂在高温条件下反应制备出硅碳复合材料，其具有制备过程简单、材料来源广泛、成本
低及其一致性高等优点；同时，硅烷偶联剂与纳米硅之间产生协同效应，即纳米硅表面硅烷
偶联剂表面水解生成硅羟基，所述硅碳复合材料吸附电子生成结构稳定的复合体，为之后
高温反应提供反应条件，并生成结构稳定的硅碳复合材料。

附图说明

[0054] 图1是本发明具体实施例1提供的硅碳复合材料的SEM图。

具体实施方式

[0055] 为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

[0056] 实施例1

[0057] 一种硅碳复合材料的制备方法包括如下步骤：

[0058] (1)多孔纳米硅的制备：

[0059] 采用盘式削片机对报废太阳能硅板进行消片到粒径为800μm，再通过机械磨进行砂磨并分级得到粒径为100nm的纳米硅，然后依次采用乙醇和去离子水(体积比1:1)进行超
声清洗，过滤，之后转移到0.1mol/L氢氟酸中浸泡12h，并采用去离子水清洗，干燥得到多孔
纳米硅；

[0060] (2)硅碳复合材料的制备：

[0061] 将1g乙烯基三乙氧基硅烷添加到20mL四氯化碳有机溶剂中配置成溶液，之后添加3g多孔纳米硅、1g聚乙二醇及1g氯化硅混合均匀后，超声分散6h，之后过滤固体产物并转移
到管式炉中；

[0062] 煅烧：在惰性气氛下，升温到600℃并保温3h，之后降温到室温，得到硅碳复合材料。

[0063] 图1为本实施例制备出的硅碳复合材料的SEM图，由图中可以看出，材料呈现类球型结构，粒径为5～10μm。

[0064] 实施例2

[0065] 一种硅碳复合材料的制备方法包括如下步骤：

[0066] (1)多孔纳米硅的制备：

[0067] 采用盘式削片机对报废太阳能硅板进行消片到粒径为500μm，之后再通过机械磨进行砂磨并分级得到粒径为50nm的纳米硅，然后依次采用乙醇和去离子水(体积比1:1)进
行超声清洗，过滤，之后转移到0.5mol/L氢氟酸中浸泡1h，并采用去离子水清洗，干燥得到
多孔纳米硅；

[0068] (2)硅碳复合材料制备：

[0069] 将0.5g乙烯基三甲氧基硅烷添加到50mL N‑甲基吡咯烷酮有机溶剂中配置成溶液，之后添加1g多孔纳米硅、0.5g聚乙烯醇及0.5g四溴化硅混合均匀后，超声分散1h，之后
过滤固体产物并转移到管式炉中；

[0070] 煅烧：在惰性气氛下，升温到500℃并保温6h，之后降温到室温，得到硅碳复合材料。

[0071] 实施例3

[0072] 一种硅碳复合材料的制备方法包括如下步骤：

[0073] (1)多孔纳米硅的制备：

[0074] 采用盘式削片机对报废太阳能硅板进行消片到粒径为1000μm，之后再通过机械磨进行砂磨并分级得到粒径为200nm的纳米硅，然后依次采用乙醇和去离子水(体积比1:1)进
行超声清洗，过滤，之后转移到0.1mol/L氢氟酸中浸泡24h，并采用去离子水清洗、干燥得到
多孔纳米硅；

[0075] (2)硅碳复合材料制备：

[0076] 将2g乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷添加到200mL N,N‑二甲基甲酰胺有机溶剂中配置成溶液，之后添加5g多孔纳米硅、2g聚乙烯醇及2g氯化硅混合均匀后，超声分散12h，
之后过滤，并转移到管式炉中；

[0077] 煅烧：在惰性气氛下，升温到800℃并保温1h，之后降温到室温，得到硅碳复合材料。

[0078] 对比例1

[0079] 采用市场上购置的纳米硅3g，之后放置到50mL N‑甲基吡咯烷酮有机溶剂中搅拌均匀，超声分散1h，之后过滤，并转移到管式炉中，并在氩气惰性气氛下，升温到500℃并保
温6h，之后降温到室温。

[0080] 对比例2

[0081] 与实施例1的区别在于，将步骤(1)所述报废太阳能板替换为等粒径的硅。

[0082] 对比例3

[0083] 与实施例1的区别在于，步骤(1)所述纳米硅不进行化学腐蚀。

[0084] 性能测试：

[0085] (1)理化性能及其扣式电池测试：将实施例1‑3和对比例1‑3中所得负极材料(即硅碳复合材料)组装成扣式电池，实施例1‑3分别命名为A1、A2和A3，以及对比例1‑3分别命名
为B1、B2和B3；

[0086] 扣式电池的制备方法如下：将实施例1‑3和对比例1‑3中所得负极材料(即硅碳复合材料)中添加粘结剂、导电剂及溶剂，进行搅拌制浆，涂覆在铜箔上，经过烘干、碾压制得
负极片；所用粘结剂为LA132粘结剂(具体为：丙烯腈和聚丙烯酸的交联物，分子量10万)，导
电剂SP(超级碳黑)，溶剂为二次蒸馏水，所述负极材料:SP:LA132:二次蒸馏水＝95g:1g:
4g:220mL；扣式电池采用的电解液为LiPF6/碳酸乙烯酯EC+碳酸二乙酯DEC(1:1)，金属锂片
为对电极，隔膜采用聚乙丙烯(PEP)复合膜；模拟电池装配在充氢气的手套箱中进行，电化
学性能在武汉蓝电新威5V/10mA型电池测试仪上进行，充放电电压范围为0.005V至2.0V，充
放电速率为0.1C。对得到的扣式电池进行扣电测试，结果如表1所示。

[0087] 表1、实施例与对比例的扣式电池及其理化参数对比

[0088] 2  首周放电比容量(mAh/g) 首周效率(％) 比表面积(m/g)
A1 1457.7 87.1 12.3
A2 1473.7 87.8 12.1
A3 1487.5 87.3 11.5
B1 1356.8 78.4 5.9
B2 1351.1 77.8 6.2
B3 1346.3 77.9 6.8

[0089] (2)软包电池测试

[0090] 分别将实施例1‑3和对比例1‑3中所得的硅碳复合材料掺杂90wt％的人造石墨作为负极材料(硅碳复合材料占10wt％)制备负极极片，以NCM811为正极材料，采用LiPF6/EC+
DEC(体积比1:1)为电解液，Celgard 2400膜为隔膜，制备出5Ah软包电池，实施例1‑3得到的
负极极片分别命名为C1、C2、C3，实施例1‑3得到的负极极片制备的软包电池分别命名为C’
1、C’2、C’3，对比例1‑3得到的软包电池负极极片分别命名为D1、D2和D3；对比例1‑3得到的
负极极片制备的软包电池分别命名为D’1、D’2和D’3；

[0091] 测试得到的所述负极极片的吸液速度(测试方法：采用10mL的移液管吸收5mL电解液，之后滴加到负极极片表面，观察电解液变干的时间，即为吸液速度)、保液能力(测试方
法：通过计算24h电解液量/0h电解液量的比值得出)和极片反弹性测试(测试方法：先测试
极片的初始厚度D1，之后测试电池辊压后极片的厚度D2，之后通过计算反弹率＝(D2‑D1)/
D1)，测试结果见表2所示，所述软包电池的循环性能测试(电压为2.8～4.2V，充放电速率为
1C/1C)结果见表3所示。

[0092] 表2、实施例与对比例的极片参数对比

[0093]   吸液速度(mL/min) 保液率(％) 反弹率(％)C1 5.3 93.3 8.8
C2 5.1 92.2 9.6
C3 4.2 91.4 9.8
D1 1.5 83.7 13.6
D2 1.6 83.1 13.5
D3 1.7 83.8 13.9

[0094] 表3、软包电池循环性能对比

[0095]

[0096]

[0097] 由表1可以看出，实施例1‑3所得负极材料制得的扣电电池的放电容量及效率都明显高于对比例1。可见，本发明的硅碳复合负极材料能使电池具有良好的放电容量和效率。
这是因为：硅碳负极材料的内核为多孔纳米硅，使其具有高的比表面积，并与二氧化硅反应
生成硅氧化合物，提高其材料的首次效率。

[0098] 由表2可见，实施例1‑3所得负极材料的吸液保液能力明显高于对比例1，这说明本发明所述硅碳复合负极材料具有较高的吸液保液能力，原因在于：内核为多孔纳米硅具有
高的比表面积，提高其材料的吸液保液能力；采用实施例1‑3所得硅碳复合负极材料制备的
负极极片的反弹率明显低于对比例1，这说明采用本申请的硅碳复合负极材料所得负极极
片具有较低的反弹率，原因在于：内核为多孔纳米硅，并在之后的反应部分生成硅氧化合
物，并降低其极片的反弹。

[0099] 由表3可见，采用实施例1‑3硅碳复合负极材料得到的软包电池的循环性能明显优于采用对比例1负极材料所得到的软包电池。这是因为纳米多孔硅材料缓冲充放电过程中
材料的膨胀；同时，硅烷偶联剂与纳米硅之间产生协同效应，即纳米硅表面硅烷偶联剂表面
水解生成硅羟基吸电子生成结构稳定的复合体，从而提高锂离子电池的循环性能。

[0100] 申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细
工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，
对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的
保护范围和公开范围之内。