(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 202111468587.5 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 北京蒙京石墨新材 料科技研究院有 限公司 地址 101318 北京市顺 义区西兴 路3号院19 号楼1至5层101内2层20 3、 204 (72)发明人 韩徐年　展长振　康辉　赵立川　 (51)Int.Cl. C01B 33/02(2006.01) C01B 32/05(2017.01) C09C 1/48(2006.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 复合硅烯材 料及其制备方法、 锂离 子电池 (57)摘要 本发明提供了一种复合硅烯材料及其制备 方法、 锂离子电池。 该复合硅烯材料包括改性硅 烯材料和包覆于改性硅烯材料的包覆层， 改性硅 烯材料包括硅烯材料和附着于硅烯材料表面的 导电剂。 通过在硅烯材料的表 面附着导电剂得到 改性硅烯材料， 再通过包覆层对改性硅烯材料表 面的导电剂进行固定， 从而利用导电剂的空间位 阻效应阻隔相邻层间的硅烯材料之间近距离接 触， 进而防止其发生分子间作用力以及回叠， 同 时利用导电剂优良的导电性能提升了复合硅烯 材料整体的导电性。 在应用时， 利用导电剂在浆 料中吸附分散剂的能力提高其分散稳定性， 从而 解决了硅烯材料在存储时易团聚、 匀浆中不易分 散的问题， 进而在提高硅烯材料的存储性能的同 时提高了其电化学性能。 权利要求书1页 说明书11页 附图1页 CN 114149008 A 2022.03.08 CN 114149008 A 1.一种复合硅烯材料， 其特征在于， 所述复合硅烯材料包括改性硅烯材料和包覆于所 述改性硅烯材料的包覆层， 所述改性硅烯材料包括硅烯材料和附着于所述硅烯材料表面的 导电剂。 2.根据权利要求1所述的复合硅烯材料， 其特征在于， 所述导电剂为所述硅烯材料的1 ～10wt％， 优选所述导电剂为导电炭黑， 优选所述导电炭黑选自导电炭黑SP、 科琴黑、 乙炔 黑中的任意 一种或多种。 3.根据权利要求1或2所述的复合硅烯材料， 其特征在于， 所述包覆层为所述硅烯材料 的5～25wt％， 优选所述包覆层为 碳包覆层。 4.根据权利要求1所述的复合硅烯材料， 其特征在于， 所述硅烯材料的厚度为10～ 50nm， 优选所述硅烯材 料的长度为5～3 5 μm。 5.一种权利要求1至4中任一项所述复合硅烯材料的制备方法， 其特征在于， 所述制备 方法包括： 步骤S1， 将硅烯材 料和导电剂进行混合， 得到改性硅烯材 料； 步骤S2， 通过化学气相沉积法在所述改性硅烯材料表面设置包覆层， 得到所述复合硅 烯材料。 6.根据权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 所述包覆层为碳包覆层， 所述步骤S2 包括： 将所述改性硅烯材 料置于化学气相沉积 腔室中； 在惰性气体或氮气的氛围中， 将所述改性硅烯材料升温至沉积温度， 所述沉积温度为 400～650℃； 利用载气将碳源送入所述沉积腔室中， 以在所述改性硅烯材料上沉积形成所述碳包覆 层， 优选所述 碳源的通入时间为10～3 0min。 7.根据权利要求6所述的制备方法， 其特征在于， 以碳原子计， 所述碳源与所述硅烯材 料的质量比为1:20～1:4， 优选所述 碳源选自甲烷、 丙烷、 乙炔中的任意 一种或多种。 8.根据权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 所述混合为球磨混合， 优选所述球磨 混合的磨球为球径为1～10m m的氧化锆磨球或者氧化铝磨球， 优选料球比为1:1～3 。 9.根据权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 所述制备方法还包括将所述复合硅烯 材料进行批混的过程， 优选所述批混的温度为25～40℃， 优选所述批混的过程包括依次进行的两个混料步骤， 其中第一个混料步骤的转速为5 ～10rpm、 时间为0.5～1h， 第二个混料步骤的转速为10～ 25rpm、 时间为0.5～1h； 所述批混在惰性气体或氮气中进行， 所述批混的压力为0.15～0.2MPa。 10.一种锂离子电池， 包括正极、 负极， 所述负极包括负极材料， 其特征在于， 所述负极 材料为权利要求1至4中任一项所述的复合硅烯材 料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114149008 A 2复合硅烯材料及其制备方 法、 锂离子电池 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池技术领域， 具体而言， 涉及一种复合硅烯材料及其制 备方 法、 锂离子电池。 背景技术 [0002]随着新能源汽车行业不断发展， 消费者对续航里程要求不断提高， 促使新能源电 池不断提高其能量密度。 [0003]与传统石墨负极材料相比， 硅材料具有更高克容量， 可以提高电池能量密度， 但硅 材料充放电过程中因其巨大的体积膨胀效应导致其循环性能很差， 通过将硅材料进行纳米 化、 二维片状化处理(即硅烯)可以大大降低其充放电过程中体积膨胀效应而提高其循环 性 能， 但是硅烯因其超薄(纳米等级)在长时间存储时会发生片与片之 间重新建立分子间的力 导致团聚， 同时也会由于回叠(类似于一张纸的翻折)导致材料局部不均匀而降低其电化学 性能。 且在后续混浆时， 硅烯片状材 料在浆料内存在的稳态时间较短， 从而 使其容易沉降。 发明内容 [0004]本发明的主要 目的在于提供一种复合硅烯材料及其制 备方法、 锂离子电池， 以解 决现有技 术中硅烯材 料在存储时易团聚、 匀浆中不 易分散的问题。 [0005]为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种复合硅烯材料， 该复合硅 烯材料包括改性硅烯材料和包覆于改性硅烯材料的包覆层， 改性硅烯材料包括硅烯材料和 附着于硅烯材料表面的导电剂。 [0006]进一步地， 上述导电剂为硅烯材料的1～10wt％， 优选导电剂为导电炭黑， 优选导 电炭黑选自导电炭黑S P、 科琴黑、 乙炔黑中的任意 一种或多种。 [0007]进一步地， 上述包覆层为硅烯材 料的5～25wt％， 优选包覆层为 碳包覆层。 [0008]进一步地， 上述硅烯材 料的厚度为10～5 0nm， 优选 硅烯材料的长度为5～3 5 μm。 [0009]根据本发明的另一个方面， 提供了一种前述复合硅烯材料的制 备方法， 该制 备方 法包括： 步骤S1， 将 硅烯材料和导电剂进行混合， 得到改性硅烯材料； 步骤S2， 通过化学气相 沉积法在改性硅烯材 料表面设置包覆层， 得到复合硅烯材 料。 [0010]进一步地， 上述包覆层为碳包覆层， 步骤S2包括： 将改性硅烯材料置于化学气相沉 积腔室中； 在惰性气体或氮气的氛围中， 将改性硅烯材料升温至沉积温度， 沉积温度为400 ～650℃； 利用载气将碳源送入沉积腔室中， 以在改性硅烯材料上沉积形成碳包覆层， 优选 碳源的通入时间为10～3 0min。 [0011]进一步地， 以碳原子计， 上述碳源与硅烯材料的质量比为1:20～1:4， 优选碳源选 自甲烷、 丙烷、 乙炔中的任意 一种或多种。 [0012]进一步地， 上述混合为球磨混合， 优选球磨混合的磨球为球径为1～10mm的氧化锆 磨球或者氧化铝磨球， 优选料球比为1:1～3 。 [0013]进一步地， 上述制 备方法还包括将复合硅烯材料进行批混的过程， 优选批混的温说　明　书 1/11 页 3 CN 114149008 A 3