一种高容量高稳定性的锂电池电极用硅碳复合纳米材料制造技术

一种高容量高稳定性的锂电池电极用硅碳复合纳米材料，所述复合纳米材料由多孔硅和无定形碳组成，所述多孔硅基体占20～80wt%，总孔容为0.5～2.5cm3/g，比表面积为50～320m2/g，其孔道呈双峰孔分布，孔径为2～15nm的小孔占总孔容的30～50%，5～30nm的大孔占总孔容的50～70%；无定形碳占10～50wt%，其粒径为5～20nm纳米，无定形碳直接生长在多孔硅表面；其优点在于所述多孔硅呈双峰孔结构分布，极大的改善了硅材料的物理特性，其储锂性能大幅提高，所述复合纳米材料作为锂离子电池负极材料使用时，充放电实验显示，其首次可逆容量为2920～3070mAh/g，100次循环后可逆容量为1460～1520mAh/g。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料应用
，具体涉及一种高容量高稳定性的锂电池电极用硅碳复合纳米材料。
技术介绍
对纳米材料的研究是当今科学研究中一个前沿领域，也是全世界许多科学工作者研究的热点。纳米材料的神奇之处和还不为人们所识的方面更是引起了人们的广泛关注；对纳米材料进行制备的研究和应用更是目前的热点和难点，也是发展高科技的重点。纳米材料是指尺寸范围为1～100nm的材料。粒径小于100nm以后，离子的表面原子数与其体内原子数可比。这种性质导致了纳米材料出现了不同于传统体相材料的小尺寸、大表面和量子隧道等效应所引发的结构和能态的变化，产生了许多独特的光、电、磁、力学等物理化学特性。例如贵金属纳米颗粒具有特殊的物理性质，它们被广泛应用于催化、生物标记、光电子学、信息存储和表面增强拉曼散射等领域。这些特殊性能使其在光电子、微电子、纳电子器件制备、高性能催化剂、生物领域具有着广泛的应用前景。也正是由于这些潜在的应用价值，人量的研究费用都已经投入到纳米材料的研发中，目的是为了寻找合成纳米材料的新的方法以及开发出具有优异性能的纳米材料。由于一维材料与块体材料相比具有独特的物理与化学性能得到了世人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高容量高稳定性的锂电池电极用硅碳复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料由多孔硅和无定形碳组成，所述多孔硅基体占20～80wt％，总孔容为0.5～2.5cm3/g，比表面积为50～320m2/g，其孔道呈双峰孔分布，孔径为2～15nm的小孔占总孔容的30～50％，5～30nm的大孔占总孔容的50～70％；无定形碳占10～50wt％，其粒径为5～20nm纳米，无定形碳直接生长在多孔硅表面；所述复合纳米材料作为锂离子电池负极材料使用时，充放电实验显示，其首次可逆容量为2920～3070mAh/g，100次循环后可逆容量为1460～1520mAh/g；其中，所述复合纳米材料的制备方法包括如下步...

【技术特征摘要】
1.一种高容量高稳定性的锂电池电极用硅碳复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料由多孔硅和无定形碳组成，所述多孔硅基体占20～80wt％，总孔容为0.5～2.5cm3/g，比表面积为50～320m2/g，其孔道呈双峰孔分布，孔径为2～15nm的小孔占总孔容的30～50％，5～30nm的大孔占总孔容的50～70％；无定形碳占10～50wt％，其粒径为5～20nm纳米，无定形碳直接生长在多孔硅表面；所述复合纳米材料作为锂离子电池负极材料使用时，充放电实验显示，其首次可逆容量为2920～3070mAh/g，100次循环后可逆容量为1460～1520mAh/g；其中，所述复合纳米材料的制备方法包括如下步骤：(1)多孔硅基体的制备：将乙醇与有机硅按摩尔比为(5～30):1在室温下混合均匀，在搅拌状态下滴加无机酸水溶液，无机酸与有机硅的摩尔比为(0.05～5)：1，滴加完毕后恒温反应得混合液A，所述反应温度为30～80℃，反应时间0.5～3小时；按硅酸盐与有机硅的摩尔比为(1～10):1称取硅酸盐，并配制成硅酸盐水溶液，在搅拌状态下往硅酸盐水溶液中滴加无机碱水溶液，无机碱与硅酸盐的摩尔比为(0.05～5)：1，滴加完毕后恒温30～80℃反应0.5～3小时得混合液B；然后分别将混合液A和混合液B老化12～24小时后产物进行离心、洗涤得硅前躯体物A和B，之后将多孔硅前躯体A和B在80～100℃下烘干；最后，将硅前躯体物A和B以1:1～2的重量比混合均匀，加入胶溶剂成型，成型物经过80℃～150℃干燥，并经过锻烧即得到最终的多孔硅基体；(2)将碳源和二茂铁溶解在30～60mL的无水乙醇/水的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：向红先，
申请(专利权)人：成都育芽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51