The invention discloses a silicon silver carbon nano hybrid material, a preparation method and an application thereof. The silicon silver carbon nano hybrid material is distributed in a continuous carbon matrix from silicon nanoparticles and ultra small silver nanoparticles, and the size of silver nanoparticles ranges from 1nm to 5nm. The material is dissolved by ultrasonic method in curing Silver Epoxy resin agent polyamine, after curing, prepared by calcination. Continuous carbon matrix prepared by the invention can effectively restrain the volume effect of silicon in the circulation process, the experiment through technical modification, the silicon and carbon cathode in the introduction of ultra small silver nanoparticles, ultra small silver nanoparticles are more conducive to the formation of emission electric field in the process of charge and discharge, in order to build a high-speed conductive channel and realize the performance of silicon based anode rate greatly improved.
【技术实现步骤摘要】
一种硅银碳纳米杂化材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子无机纳米杂化材料领域,涉及一种硅银碳纳米杂化材料和制备方法,以及该材料在锂离子电池负极中的应用。
技术介绍
目前商业化的锂离子电池负极材料是石墨,其理论比容量为372mAhg-1,作为石墨负极的可替代材料,硅的理论比容量是石墨的十倍之多(4200mAhg-1),且硅在地壳元素含量中排名第二,环境友好。因而被视为最有潜力的下一代锂离子电池负极替代材料。但是硅材料自身的缺陷限制了它的应用。比如:导电性差,在充放电过程中难以形成良好的导电网络,不利于锂离子快速嵌入和脱出。另一方面,在充放电的过程中,硅具有严重的体积效应(放电过程中出现300%体积收缩),针对硅基负极材料的改性,科研工作者主要从三方面着手:纳米化,复合化以及结构设计。
技术实现思路
本专利技术的一种目的是针对现有技术的不足,提供一种硅银碳纳米杂化材料,由硅纳米粒子、超小银纳米粒子分布在连续碳基质内,银纳米粒子尺寸范围在1nm~5nm;该材料是采用超声方法将银盐溶解在环氧树脂的固化剂多元胺中,经固化,煅烧制备而成。本专利技术的另一个目的是提供上述硅银碳纳米杂化材料的制备方法,该方法的具体步骤是:步骤(1)、首先将银盐通过超声溶解到多元胺中,获得多元胺-银离子复合材料;其中银盐与多元胺的质量比为0.01~1:1;所述的银盐为醋酸银、氯酸银、氟化银、高氯酸银等中的一种或者几种;所述的多元胺为聚醚胺D400、聚醚胺D230、乙二胺、二乙烯三胺、异氟尔酮二胺中的一种或者几种;步骤(2)、将硅纳米粒子加入到环氧树脂中,然后与步骤(1)得到的多元胺-银离 ...
【技术保护点】
一种硅银碳纳米杂化材料,其特征在于由硅纳米粒子、超小银纳米粒子分布在连续碳基质内,银纳米粒子尺寸范围在1nm~5nm。
【技术特征摘要】
1.一种硅银碳纳米杂化材料,其特征在于由硅纳米粒子、超小银纳米粒子分布在连续碳基质内,银纳米粒子尺寸范围在1nm~5nm。2.如权利要求1所述的一种硅银碳纳米杂化材料的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤(1)、首先将银盐通过超声溶解到多元胺中,获得多元胺-银离子复合材料;步骤(2)、将硅纳米粒子加入到环氧树脂中,然后与步骤(1)得到的多元胺-银离子复合材料混合并搅拌10-15分钟,最后将混合物注入到聚四氟乙烯模具中,并移入烘箱进行固化;步骤(3)、将步骤(2)将所得固体放在刚玉坩埚中,于管式炉内在惰性气体气氛下煅烧,得到硅银碳纳米杂化粉体。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于步骤(1)银盐与多元胺的质量比为0.01~1:1。4.如权利要求2所述的方法,其特征在于步骤(1)所述的银盐为醋酸银、氯酸银、氟化银、高氯酸银等中的一种或者几种...
【专利技术属性】
技术研发人员:程亚军,尹珊珊,方凯,谢双,姬青,朱锦,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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