0°C /min升高溫度W在900°C溫度下实施碳化过程化，从而形成 碳娃复合物。使用行星式磨机在25化pm下粉碎所形成的碳娃复合物比，然后进行分类过 程，W得到仅具有各自具有50 ym或更小粒度的选择的颗粒的粉末。 阳120]制备用于二次由術的阳极
[0121] 通过将重量比为91:5:2:2的作为阳极活性材料的所述碳娃复合物粉末、碳黑 (CB)、簇甲基纤维素（CMC)和苯乙締下二締（SBR)与水混合制备阳极浆体组合物。将所述 阳极浆体组合物涂覆在铜电流收集器上，并在ll〇°C下在炉中干燥并滚动约比，W制备用 于二次电池的阳极。
[012引制备二次由術
[0123] 通过堆叠用于二次电池的阳极、隔膜、电解质（通过将碳酸乙締醋和碳酸二甲醋 W重量比1:1混合，并向其中添加1. OM Li化得到的溶剂）和裡电极制备纽扣电池型二次 电池。 阳124] 对比连施俩I 1
[01巧]通过与实施例1相同的方法制备碳娃复合物粉末、用于二次电池的阳极和所述碳 娃复合物粉末应用至其上的二次电池，除了使用不单独包括丙締酸、聚乙二醇二甲基丙締 酸醋和1，1' -偶氮双（环己烧甲腊）的娃石墨浆体。
[012引 对比连施俩I 2
[0127] 通过与实施例1相同的方法制备碳娃复合物粉末、用于二次电池的阳极和所述碳 娃复合物粉末应用至其上的二次电池，除了使用不单独包括石墨的娃聚合物基体浆体。 阳12引 对比连施俩I 3
[0129] 通过与实施例1相同的方法制备阳极活性材料、用于二次电池的阳极和所述阳极 活性材料应用至其上的二次电池，除了使用单独在350°C下蒸发的煤基渐青代替使用所述 碳娃复合物粉末。
[0130] 图2示出了通过用肉眼观察碳颗粒在由实施例1制备的娃碳聚合物基体浆体中 (右）和在由对比实施例1制备的娃碳浆体中（左）的分散而得到的结果。
[0131] 如在图2中所示，可W证实，娃在由实施例1制备的娃碳聚合物基体浆体中与石墨 结合W具有归因于聚合物基体的网络结构，从而非常均匀地分散而无层分离。同时，娃在由 对比实施例1制备的娃碳浆体中不与石墨结合，但石墨沉积导致层分离。
[0132] 图3(a)是由实施例1审IJ备的碳娃复合物的扫描电子显微镜（SEM)图，图3化）是 由实施例1制备的碳娃复合物中碳（C)的能量色散谱巧DA讶图，和图3(c)是由实施例1 制备的碳娃复合物中娃（Si)的能量色散谱巧DA讶图。
[0133] 如在图3(a)中所示，作为由通过沈M观察所述碳娃复合物得到的结果，可W证实 由实施例1制备的碳娃复合物被处理W使石墨在娃碳聚合物碳化基体结构中形成内孔，且 娃与石墨结合，且部分娃集中分散在内孔中。
[0134] 如在图3(b)和图3(c)中所示，作为通过邸AX观察所述碳娃复合物的结果，由实 施例1制备的碳娃复合物具有4:96的娃（Si)比碳（C)的重量比。 巧]试輪连施例
[0136] 在下面的条件下测试由实施例1和对比实施例2和3制备的二次电池的充放电性 能。
[0137] 当假定300mA/lg是IC时，充电条件通过0. 2C恒定电流控制至高达0.01V，并且通 过0.0 lV恒定电压控制至高达0. 01C，且放电条件通过0. 2C恒定电流控制至高达1. 5V。 [013引图4是说明通过在实施例1和对比实施例2和3制备的二次电池上测量根据循环 次数的放电容量得到的结果的图。下表1显示了初始充电容量（mAh/g)结果，和通过将10 个循环后充电容量保持率相对于初始充电容量转化为百分数（％)后得到的10个循环后充 电容量保持率（％)结果。
[013引【表1】
[0140]
[0141] 如在图4和表1中所示，作为通过使用包含娃碳聚合物碳化基体结构的碳娃复合 物作为阳极活性材料得到的结果，可W证实，相较于由对比实施例2和3制备的二次电池， 由实施例1制备的二次电池由于高容量的娃和石墨，具有非常高的初始充电容量，并在10 个循环后保持充电容量保持率与由对比实施例2和3制备的二次电池在相同水平。
[0142] 提供上面本发明的描述用于说明的目的，本领域技术人员将理解的是可在不改变 本发明的技术精神或本质特征情况下轻易将示例性实施方案修改为多种形式。相应地，本 文描述的示例性实施方案在各方面仅通过举例提供而不应理解为对其的限制。
【主权项】
1. 一种碳硅复合物的制备方法，所述制备方法包括： (a) 制备包含硅浆体、碳颗粒、聚合物单体和交联剂的硅碳聚合物基体浆体； (b) 在所述硅碳聚合物基体浆体上实施热处理过程以制备硅碳聚合物碳化基体； (c) 粉碎所述硅碳聚合物碳化基体以制备硅碳聚合物碳化基体结构；和 (d) 使所述硅碳聚合物碳化基体结构与第一碳原料混合并实施碳化过程以制备碳硅复 合物。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在（a)中所述的碳颗粒包含选自由天然石墨、 人造石墨、软碳、硬碳、沥青碳化物、煅烧焦炭、石墨烯、碳纳米管及其组合组成的组中的至 少一种。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在（a)中，当硅浆体中硅的50%累积质量粒 度分布处的颗粒直径是D50时，满足2nm〈D50〈180nm〇4. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在（a)中所述的聚合物单体为选自由丙烯酸、 丙烯酸酯、甲基甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、马来酸、苯乙烯、丙烯 腈、苯酚、乙二醇、甲基丙烯酸月桂酯和乙烯基二氟化物组成的组中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在（a)中所述的交联剂为选自由聚乙二醇二 甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三 乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、N，N-(l，2-二羟乙烯） 二丙烯酰胺和二乙烯基苯组成的组中的至少一种。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其中相对于（a)中100重量份的硅浆体，所述聚合 物单体具有30-100重量份，且所述交联剂具有5-100重量份。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在（b)中所述的硅碳聚合物碳化基体具有由 交联剂交联的网络结构。8. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在300-500°C下实施（b)中热处理过程 0· 5_5h〇9. 根据权利要求1所述的制备方法，其中在400-1400°C下实施（d)中热处理过程 l-24h〇10. 根据权利要求1所述的制备方法，进一步包括：（e)将所述碳硅复合物与第二碳原 料混合，然后实施另外的碳化过程。11. 一种碳娃复合物，包括： 由包含硅浆体、碳颗粒、聚合物单体和交联剂的硅碳聚合物基体浆体形成的硅碳聚合 物碳化基体结构；和 第一碳体， 其中所述硅碳聚合物碳化基体结构被捕获并分散在第一碳体中。12. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，其中在所述硅碳聚合物碳化基体结构中，碳 颗粒被处理以形成内孔且硅被分散同时与所述碳颗粒结合。13. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，其中所述碳颗粒包括选自由天然石墨、人造 石墨、软碳、硬碳、沥青碳化物、煅烧焦炭、石墨烯、碳纳米管及其组合组成的组中的至少一 种。14. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，其中所述第一碳体包括选自由软碳、硬碳、沥 青碳化物、煅烧焦炭、石墨烯、碳纳米管及其组合组成的组中的至少一种。15. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，其中硅（Si)与碳（C)的重量比为 1:99-10:90。16. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，其中相对于碳硅复合物的总重量，所述第一 碳体为50_94wt%且所述娃碳聚合物碳化基体结构为6_50wt%。17. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，其中所述硅碳聚合物碳化基体结构具有比第 一碳体更高的多孔性。18. 根据权利要求11所述的碳硅复合物，进一步包含：第二碳体。19. 根据权利要求18所述的碳硅复合物，其中所述第二碳体包括选自由天然石墨、人 造石墨、软碳、硬碳、沥青碳化、煅烧焦炭、石墨烯、碳纳米管及其组合组成的组中的至少一 种。20. 用于通过在阳极电流收集器上涂覆阳极浆体而制备的二次电池的阳极，所述阳极 浆体包含：权利要求11所述的碳硅复合物、导电材料、粘合剂和增稠剂。21. 包含权利要求20所述的用于二次电池的阳极的二次电池。
【专利摘要】本发明公开了碳硅复合物的制备方法，所述制备方法包括：(a)制备包含硅浆体、碳颗粒、聚合物单体和交联剂的硅碳聚合物基体浆体；(b)在所述硅碳聚合物基体浆体上实施热处理过程以制备硅碳聚合物碳化基体；(c)粉碎所述硅碳聚合物碳化基体以制备硅碳聚合物碳化基体结构；和(d)使所述硅碳聚合物碳化基体结构与第一碳原料混合并实施碳化过程以制备碳硅复合物，所述碳硅复合物，通过应用所述碳硅复合物制备的用于二次电池的阳极，和包含所述用于二次电池的阳极的二次电池。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/38, H01M4/587, H01M4/36
【公开号】CN105390698
【申请号】CN201510556167
【发明人】郑圣虎, 金尧燮, 郑恩惠, 河正贤
【申请人】Oci有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月1日
【公告号】US20160064731