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一种硅碳负极材料及其制备方法
作者:佚名    专利技术来源:本站原创    点击数:3732    更新时间:2022/5/10         ★★★
摘要: 本发明公开了一种硅碳负极材料,包括内核和外壳,内核为由纳米硅颗粒和碳材料形成的球体或类球体;内核中有多个孔道;外壳为依次包覆在内核外的多孔的二氧化硅层和无定型碳层,二氧化硅层和无定型碳层之间有间隙,外壳有褶皱的外表面。本发明还公开了硅碳负极材料的制备方法。本发明制备的硅碳负极材料中具有电解液渗入和锂离子储存位点和传输的通道,缩短了锂离子扩散的距离;内核和外壳层之间的间隙缓冲纳米硅的膨胀,抑制硅碳负极材料体积变化;褶皱表面增大了硅碳负极材料与电解液接触的表面积;二氧化硅层和无定型碳层形成双层保护外壳,提高了硅碳负极材料的循环性能。本发明硅碳负极材料,导电性好,倍率性能好,循环性能稳定。收起∧
专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202111486979.4
申请日期:
2021-12-08
公开/公告号:
CN113889611A
公开/公告日:
2022-01-04
主分类号:
H01M4/36(2006.01)HH01H01MH01M4
分类号:
H01M4/36(2006.01), H01M4/38(2006.01), H01M4/62(2006.01), H01M10/0525(2010.01), C01B33/02(2006.01), C01B32/05(2017.01), C01B32/168(2017.01), C01B32/194(2017.01), C01B33/12(2006.01), H01M4/36, H01M4/38, H01M4/62, H01M10/0525, C01B33/02, C01B32/05, C01B32/168, C01B32/194, C01B33/12
申请/专利权人:
主申请人地址:
453000 河南省新乡市华兰大道与牧野大道交叉口东南角
专利代理机构:
新乡市挺立众创知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:
林海
国别省市代码:
河南;41
主权项:
1.一种硅碳负极材料,其特征在于,包括内核和外壳,所述内核为由纳米硅颗粒和碳材料形成的球体或类球体,所述碳材料包覆在所述纳米硅颗粒表面和填充在所述纳米硅颗粒之间的缝隙中;所述内核中具有多个孔道;所述外壳为依次包覆在所述内核外的多孔的二氧化硅层和无定型碳层,所述二氧化硅层和所述无定型碳层之间有间隙,所述外壳具有褶皱的外表面。 2.如权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述内核中的碳材料为无定型碳、碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中的至少一种。 3.一种权利要求1或2所述的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一,将纳米硅颗粒与粘结剂、碳材料前体、成孔剂均匀分散在分散液中制成浆,喷雾干燥得球形或类球形颗粒;所述碳材料前体为有机碳源、碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中的至少一种; 步骤二,将所得球形或类球形颗粒在500-1000℃惰性气氛下煅烧3-36h,冷却得到具有多个孔道的球体或类球体内核; 步骤三,将所得内核在搅拌下用稀酸浸泡0.5-3h后,去离子水清洗干净,滤出,真空干燥;将所得内核加入到质量比为1-9:1的乙醇和水的混合液中,加入质量含量为30%的氨水搅拌均匀,加入硅酸四乙酯,搅拌下反应1-24小时,过滤并洗涤滤饼至中性,真空干燥; 其中;内核、氨水、硅酸四乙酯、乙醇和水混合液的质量比为:1-10:5-25:2-20:1-10; 步骤四,所得粉末与有机碳源按质量比1-9:1的比例混匀,500-1000℃惰性气氛下高温煅烧1-24h; 步骤五,将所得产物浸泡在质量浓度为3%-40%的氢氟酸中,搅拌0.5-5h,过滤,固体洗涤至中性,干燥,得硅碳负极材料; 其中,所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气气氛,所述有机碳源为蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、沥青、酚醛树脂,聚噻吩、聚吡咯和聚苯胺中的至少一种。 4.如权利要求3所述硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述成孔剂为可溶性碳酸氢盐。 5.如权利要求4所述硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述可溶性碳酸氢盐为碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢钙。
法律状态:
法律状态公告日
法律状态
法律状态信息
2022-01-04
公开
公开

 

 

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