复合电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种复合电极材料的制备方法：将碳纳米管、硅颗粒和水溶性有机物在水中混合均匀，然后使用喷雾干燥机对进行喷雾干燥；将干燥后的产物在保护气氛下在700‑1000℃进行碳化，与硫粉混匀后，在150‑300℃真空加热；将上述产物置于碳前驱体溶液中，得到碳前驱体包覆的硅‑碳纳米管复合材料，然后将其在保护气氛下加热至700‑1000℃，得到复合电极材料。本发明专利技术的方法还提供了一种复合电极材料，复合电极材料的外层为碳层，内层为硅颗粒和碳纳米管，复合电极材料的粒径为1‑20μm。本发明专利技术还提供了上述复合电极材料在制备锂离子电池中的应用。本发明专利技术以硫作为牺牲层，采用简单、高效的方法制备出复合电极材料，其形貌可调，且具有良好的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
复合电极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种复合电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
当今常规能源日益匮乏，开发高比能量的二次电池迫在眉睫，硅负极由于高的比容量，吸引了极大的关注。但是由于其在充放电过程中具有较大的体积膨胀(400％)而限制了其在实际生产中的应用。目前解决硅负极失效问题的主要方法是为硅的膨胀提供膨胀空间，但是现有技术不仅工艺复杂难以实现，而且极易污染环境，难以实现大规模的工业化生产。另外，有研究发现，当硅尺寸达到150nm以下时，应力效应已经不是影响锂离子电池性能的主要因素。然而到目前为止，在大容量、高性能、长寿命、低成本硅基锂离子充电电池电极研发成果中还没有一种可大规模，低成本，工业化的制备技术。因此，寻找制备工艺简单且具有良好锂离子储存性能的负极材料成为发展锂离子电池的关键。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种复合电极材料及其制备方法和应用，本专利技术以硫单质为牺牲层，采用简单、高效的方法制备出复合电极材料，其形貌可调，且具有良好的循环稳定性。本专利技术的一种复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将碳纳米管、硅颗粒和水溶性有机物在水中混合均匀，得到混合溶液，然后使用喷雾干燥机对所述混合溶液进行喷雾干燥；(2)将步骤(1)干燥后的产物在保护气氛下在700‑1000℃进行碳化，然后与硫粉混匀后，在150‑300℃真空加热；(3)将步骤(2)中得到的产物置于碳前驱体溶液中进行表面包碳处理，得到碳前驱体包覆的硅‑碳纳米管复合材料，然后将其在保护气氛下加热至700‑1000℃，以除去硫并使碳前驱体碳化，得到所述复合电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将碳纳米管、硅颗粒和水溶性有机物在水中混合均匀，得到混合溶液，然后使用喷雾干燥机对所述混合溶液进行喷雾干燥；(2)将步骤(1)干燥后的产物在保护气氛下在700-1000℃进行碳化，然后与硫粉混匀后，在150-300℃真空加热；(3)将步骤(2)中得到的产物置于碳前驱体溶液中进行表面包碳处理，得到碳前驱体包覆的硅-碳纳米管复合材料，然后将其在保护气氛下加热至700-1000℃，以除去硫并使碳前驱体碳化，得到所述复合电极材料。2.根据权利要求1所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述硅颗粒的粒径为50nm-1μm。3.根据权利要求1所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述水溶性有机物为聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖或蔗糖。4.根据权利要求1所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述碳纳米管、硅颗粒和水溶性有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，连崑，徐慧，白煜，李超，宗平，
申请(专利权)人：西安交通大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32