一种锂离子电池硅基复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池硅基复合负极材料及其制备方法，该复合材料为蛋黄—蛋壳结构，以纳米硅为内核，以内外包覆有热解碳的多孔二氧化钛(p‑TiO

Lithium ion battery silicon base composite negative electrode material and preparation method thereof

The invention discloses a silicon based composite cathode material of lithium ion battery and a preparation method thereof. The composite material for egg - shell structure, the nano silicon as the core, with inside and outside coated porous titanium dioxide pyrolytic carbon (P TiO

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池硅基复合负极材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池用硅基复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、比能量大、放电平稳、体积小、质量轻等优点，在便携式电子设备、电动汽车、空间技术等领域展示了广阔的应用前景，目前商业化所用的石墨类负极材料，实际比容量已经接近372mAh/g的理论值，很难满足绿色能源技术和低碳经济发展对下一代锂离子电池提出的更高要求，因此开发高比容量负极材料已成为锂离子电池研究的一个重要方向。硅能够与锂形成多种形态合金，理论储锂容量高达4200mAh/g，嵌锂电位较低，且在地壳中有很高的丰度，因而是一种理想的负极材料。然而在充放电过程中，硅的脱嵌锂反应伴随巨大的体积变化(～300％)，造成硅粒破裂和粉化，导致硅粒子间以及硅粒子与集流体之间发生分离，进而失去电接触，致使容量衰减，循环性能急剧下降。因此，改善硅基负极材料循环性能是研究热点。目前，将硅颗粒纳米化后进行碳包覆，是解决硅体积膨胀提高硅基负极材料循环性能的有效途径。硅碳复合材料是最常见的硅基复合材料，Xu等[XuYH,etal,Journalof本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，包括下述质量比的原料：Si@PMAA@p‑TiO

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，包括下述质量比的原料：Si@PMAA@p-TiO2复合材料1份；有机碳源0.05～1份。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述Si@PMAA@p-TiO2复合材料包括下述质量比的原料：Si@PMAA复合材料1份；钛酸丁酯1～10份；十六烷基三甲基溴化铵0.5～10份。3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述Si@PMAA复合材料包括下述质量比的原料：4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述改性Si-MPS硅颗粒包括下述质量比的原料：纳米硅1份；甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷10～20份。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池硅基复合负极材料，其特征在于，所述机碳源包括聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、酚醛树脂、聚丙烯酸酯、葡萄糖或沥青中的一种或几种。6.一种锂离子电池硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用沉淀共蒸馏法在纳米硅颗粒表面包覆有机高分子层，合成具有核壳结构的复合材料：a)将纳米硅分散到氨水-乙醇混合液中，按照与纳米硅质量比为1:(10～20)的比例将甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷MPS缓慢加入到混合液中，搅拌反应，得到表面接枝有活性双键的改性Si-MPS硅颗粒；b)将步骤a)所得改性Si-MPS硅颗粒超声分散到乙腈中，按照改性Si-MPS硅与甲基丙烯酸单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯交联剂和偶氮二异丁腈为引发剂质量体积比为1:(1～2):(0.5～2):(0.015～0.12)的比例分别加入甲基丙烯酸单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯交联剂和偶氮二异丁腈引发剂，控制温度下回流，得到表面为有机羧酸壳层的Si@PMAA复合材料；2)以钛酸丁酯为钛源，以十六烷基三甲基溴化铵为致孔剂，通过软模板法在步...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓辉，范瑞娟，张大鹏，曹国林，田占元，邵乐，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61