The invention provides a silicon based anode material and preparation method thereof, which comprises the following steps: adding to the inorganic acid solution of sodium silicate solution to alkaline dry gel obtained solid washing and drying; crushing, and organic carbon source are mixed evenly, in an inert atmosphere or reducing atmosphere to maintain 6 8h to 800 high temperature of 1000 DEG C, obtained amorphous silicon carbon composite powder; using oxidant conductive polymer powder in the aqueous solution of inorganic acid oxidation monomers with inorganic acid, ammonia removal after doped basic conductive polymer powder, and then dissolved in N methylpyrrolidone made basic conductive polymer solution, adding amorphous silicon carbon composite powder, ultrasonic stirring, uniformly dispersed; adding acid to neutral solution, filtering, washing, drying, silicon carbon conductive polymer coated negative Polar material. The silicon based anode material of the invention is used as the negative electrode of the lithium ion battery, which has higher capacity and better cycle life.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源材料
,涉及一种负极材料,特别涉及一种硅基负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着锂离子电池技术的发展,高容量、小体积的发展要求越来越明显,因此,开发新型高容量负极材料迫在眉睫。在众多的候选材料中,硅材料因其较高的比容量4200mAh/g而备受关注。但是,纯硅材料在电池充放电过程中存在严重的体积变化,而导致极片粉化、脱落,使电极活性物质与集流体失去电接触,严重影响电池的循环性能。另一方面,硅自身是半导体材料,电导率很低,这些问题阻碍了硅基负极材料在锂离子电池中的大规模应用。为了解决以上问题,研究者已开发了多种技术手段对硅材料进行改性提高。如采用一种用碳纳米纤维与硅材料复合的材料,用于锂离子电池负极材料,容量、循环性能均有提高;N.Dimov等采用热气沉积法在硅单质表面包覆了一层碳材料,比容量为600mAh/g以上,循环性能与碳材料相当,相比于单质硅的循环性能有显著提高。但是,将硅基负极用于锂离子电池负极,与硅材料的理论容量相比,其容量、循环性能还有待提高。
技术实现思路
针对以上技术问题,本专利技术公开了一种硅基负极材料及其制备方法,用作锂离子电池的负极材料制备的电池,具有比现有技术更高的容量和更好的循环寿命。对此,本专利技术采用的技术方案为:一种硅基负极材料,其采用以下步骤制备得到:步骤S1:向无机酸溶液中滴加硅酸钠溶液至碱性,得到凝胶液,将凝胶液洗涤、干燥后得到干凝胶固体;将所述干凝胶固体粉碎,并与有机碳源混合均匀后,在惰性气氛或还原气氛下于800-1000℃高温保持6-8h,得到无定形硅碳复合材料粉体;其中,所述干凝胶固体中Si ...
【技术保护点】
一种硅基负极材料,其特征在于:其采用以下步骤制备得到:步骤S1:向无机酸溶液中滴加硅酸钠溶液至碱性,得到凝胶液,将凝胶液洗涤、干燥后得到干凝胶固体;将所述干凝胶固体粉碎,并与有机碳源混合均匀后,在惰性气氛或还原气氛下于800‑1000℃高温保持6‑8h,得到无定形硅碳复合材料粉体;其中,所述干凝胶固体中Si物质的量与有机碳源中碳的物质含量的摩尔比为1:1∼1:5;步骤S2:使用氧化剂在无机酸水溶液中氧化导电聚合物的单体制备无机酸掺杂的导电聚合物粉体;步骤S3:将无机酸掺杂的导电聚合物粉体经过氨水脱掺杂得到碱式导电聚合物粉体,然后溶于N‑甲基吡咯烷酮制成碱式导电聚合物溶液;步骤S4:在所述碱式导电聚合物溶液中加入步骤S1制备的无定形硅碳复合材料粉体,超声、搅拌分散均匀;加入酸溶液到溶液呈中性,过滤、洗涤、干燥,得到导电聚合物包覆的硅碳负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种硅基负极材料,其特征在于:其采用以下步骤制备得到:步骤S1:向无机酸溶液中滴加硅酸钠溶液至碱性,得到凝胶液,将凝胶液洗涤、干燥后得到干凝胶固体;将所述干凝胶固体粉碎,并与有机碳源混合均匀后,在惰性气氛或还原气氛下于800-1000℃高温保持6-8h,得到无定形硅碳复合材料粉体;其中,所述干凝胶固体中Si物质的量与有机碳源中碳的物质含量的摩尔比为1:1∼1:5;步骤S2:使用氧化剂在无机酸水溶液中氧化导电聚合物的单体制备无机酸掺杂的导电聚合物粉体;步骤S3:将无机酸掺杂的导电聚合物粉体经过氨水脱掺杂得到碱式导电聚合物粉体,然后溶于N-甲基吡咯烷酮制成碱式导电聚合物溶液;步骤S4:在所述碱式导电聚合物溶液中加入步骤S1制备的无定形硅碳复合材料粉体,超声、搅拌分散均匀;加入酸溶液到溶液呈中性,过滤、洗涤、干燥,得到导电聚合物包覆的硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于:所述干凝胶固体中Si物质的量与有机碳源中碳的物质含量的摩尔比为1:1∼1:3。3.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于:步骤S1中,所述碱性为溶液的pH值范围为7-10。4.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于:所述有机碳源为蔗糖、葡萄糖中的至少一种。5.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于:所述惰性气氛或还原气氛的气体为纯N2、纯Ar、N2/H2、Ar/H2中的一种,所述N2/H2、Ar/H2中H2所占的体积百分比为5%。6.根据权利要求1所述的硅基负极材料,其特征在于:所述氧化剂为(NH4)2S...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘立君,宋翠环,
申请(专利权)人:深圳市鑫永丰科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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