锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备制造技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶的制备方法，本发明专利技术还涉及二氧化硅/碳纳米复合气凝胶在锂离子电池负极材料中的应用。本发明专利技术所涉及的锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料由碳均匀包覆二氧化硅纳米颗粒形成的有序网络结构组成。通过对二氧化硅气凝胶进行碳包覆，能够抑制循环过程中二氧化硅的磨碎效应和颗粒团聚的问题；同时此材料具有高的孔隙率、良好的导电性和机械稳定性，从而改善了放电比容量和提高了电化学循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源材料和电化学
，具体是涉及一种制备锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的方法。
技术介绍
能源是人类生存和发展的重要物质基础，是从事一切经济活动的原动力，也是现代社会经济发展水平的重要标志。锂离子电池作为新型绿色化学电源，由于具有高充放电电压、高比能量、长寿命、低消耗、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、污染少等优点，是目前应用范围最广且最有可能大规模应用于电子产品的二次电池。作为锂离子电池中的负极材料，其电化学性能的好坏不仅直接影响电池性能，而且对降低电池成本、实现电动汽车产业化，环境友好方面都具有十分重要的现实意义。气凝胶是由超细微粒聚结构成的轻质多孔性纳米结构材料，具有连续的三维网络结构。1931年美国斯坦福大学的Kistler通过水解水玻璃的方法制得了二氧化硅气凝胶，但由于这种方法的制备工艺复杂和产品杂质多而未得到发展。直到20世纪80年代以后，随着溶胶－凝胶研究方法的深入开展和干燥技术的逐步完善，气凝胶的固体微粒更细化，微孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于：以正硅酸乙酯为原料，按照一定的摩尔比加入水和乙醇，将三者的混合溶液搅拌3h,用一定的酸溶液调节PH后在室温下长时间静止，使正硅酸乙酯充分水解，不断搅拌下缓慢加入碱溶液，通过控制PH得到二氧化硅水溶胶，将其静置至生成凝胶，将在一定温度和溶剂下老化完毕的凝胶放入正己烷中浸泡，72h内更换溶剂三次，以除去湿凝胶中的水和乙醇，将液体除去后进行超临界流体干燥，即得到二氧化硅气凝胶。

【技术特征摘要】
1.二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于：以正硅酸乙酯为原料，按照一定的摩尔比
加入水和乙醇，将三者的混合溶液搅拌3h,用一定的酸溶液调节PH后在室温下长时间静止，
使正硅酸乙酯充分水解，不断搅拌下缓慢加入碱溶液，通过控制PH得到二氧化硅水溶胶，将
其静置至生成凝胶，将在一定温度和溶剂下老化完毕的凝胶放入正己烷中浸泡，72h内更换
溶剂三次，以除去湿凝胶中的水和乙醇，将液体除去后进行超临界流体干燥，即得到二氧化
硅气凝胶。
2.锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：按一定的质
量比将二氧化硅气凝胶和有机碳源混合均匀，加入丙酮在球磨机中球磨30min，除去丙酮后
干燥,后将其在管式炉内氮气保护下3500C预烧结，有机碳源分解后充分研磨，然后高温烧
结,缓慢降至室温得到二氧化硅/碳纳米复合气凝胶材料。
3.研磨均匀后，以二氧化硅/碳纳米复合气凝胶作为锂离子电池研究电极材料，添加导
电剂和粘结剂调浆涂布，组装得到扣式电池。
4.根据权利要求1所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其
特征在于：二氧化硅气凝胶的纳米粒子孔隙率为73～89%、孔径为15～60nm、密度为15～
263kg/m3、比表面积为203～850m3/g、组成三维网络结构的胶体颗粒直径为15～...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43