The invention relates to a preparation method of a kind of organic silicon carbide composite carbon cathode material, which is characterized in that the preparation process, the preparation of specific steps are as follows: after pretreatment of graphite expansion, configuration of the precursor suspension, precursor preparation, preparation of silicon rich materials, it is dissolved in the solvent, the concentration of the solution in the configuration between 5%~20%, two solvent dimethylformamide; after the silicon rich material added, add quality should ensure that the theory of silicon content is below 20%, the solvent at 25~80 deg.c stirring and drying, then under the protection of inert gas 500~800 high temperature calcination 4~8 hours carbonization, produced after crushing material is obtained after the organic matter silicon carbide composite carbon anode materials. The use of silica fume as raw materials, reduce the material cost, while using organic carbon as the main carbon source, further reducing the cost of the material, and in the expanded graphite layer in situ silicon oxide reduction method is inserted into the silicon source, can better provide for the silicon buffer layer, improve the properties of materials.
【技术实现步骤摘要】
一种有机物碳化复合硅碳负极材料的制备方法
本专利技术涉及一种有机物碳化复合硅碳负极材料的制备方法,属于锂离子电池
技术介绍
当前,锂离子电池作为成熟的储能单元,已经逐渐融入生活的每一个部分。生活中的手机、笔记本等电器都是使用锂离子电池作为其储能单元。近几年锂离子电池逐渐被用在动力储能方面,电动汽车就是锂离子电池重要的应用对象,然而目前的锂离子电池能量密度仍然无法达到纯电动汽车对续航里程的要求。对于动力电池来说,对其能量密度影响最多的因素应该是正极材料和负极材料。目前正极材料正朝着高容量和高电压两个方向发展,开发与正极材料性能相匹配的负极材料,才能有效地发挥出正极材料的特性。硅基电池负极材料具有很高的容量性能,纯硅的理论比容量是4200mAh/g,是极具开发潜力的锂离子电池负极材料。目前硅基负极材料面对的主要问题是硅在充放电过程中的体积变化,因此使用碳材料作为缓冲骨架,可以缓冲硅材料的体积膨胀和缩小,硅碳复合负极材料应运而生。目前对硅碳负极材料的研究已经很多,例如专利申请号201210387258.2一种锂离子电池硅碳复合材料的制备方法和201210283761.3一种高容量锂离子电池负极材料的制备方法中均使用硅粉与膨胀石墨混合处理,得到硅碳负极材料,但是该方法受到硅粉尺寸及分散工艺的限制,很难真正实现硅粉插入膨胀石墨空隙中的目的,纳米级硅粉提高材料成本,另外201210387258.2专利中所有碳源均选用膨胀石墨,大大增加材料成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有机物碳化复合硅碳负极材料的制备方法,该方法采用有机碳作为主要碳源,复合以富硅 ...
【技术保护点】
一种有机物碳化复合硅碳负极材料的制备方法,其特征在于制备工艺,具体的制备步骤如下:步骤一、膨胀石墨预处理:向膨胀石墨中滴加二甲基甲酰胺,加入量为膨胀石墨质量的8~15倍,将膨胀石墨润湿,超声处理30~120min,得到的悬浊液备用;步骤二、配置前驱体悬浊液:将正硅酸乙酯溶解于步骤一中得到的悬浊液中,正硅酸乙酯加入量是膨胀石墨质量的15~23倍;加入水解催化剂并保持溶液的PH在一定范围内,催化剂为硝酸,控制PH范围在2~5之间;步骤三、前驱体制备:将去离子水逐滴滴加到步骤二中得到的前驱体悬浊液中,加入去离子水的质量为正硅酸乙酯质量的1.2~1.8倍,并加以强烈搅拌30分钟,25℃静置1~5小时;之后将悬浊液在60~80℃下烘干,得到前驱体;步骤四、富硅材料制备:将前驱体与镁粉混合,镁粉加入量是正硅酸乙酯质量的1/3~1/2之间,将混合粉体在氩气气氛保护下升温至600~800℃之间进行镁热还原反应2~5小时;将生成物经过酸洗、水洗、烘干、研磨后便得到富硅材料;步骤五、硅碳复合材料制备:有机碳源为聚丙烯腈,将其溶解于溶剂中,配置溶液浓度在5%~20%之间,溶剂为二甲基甲酰胺;之后将富硅材料加 ...
【技术特征摘要】
1.一种有机物碳化复合硅碳负极材料的制备方法,其特征在于制备工艺,具体的制备步骤如下:步骤一、膨胀石墨预处理:向膨胀石墨中滴加二甲基甲酰胺,加入量为膨胀石墨质量的8~15倍,将膨胀石墨润湿,超声处理30~120min,得到的悬浊液备用;步骤二、配置前驱体悬浊液:将正硅酸乙酯溶解于步骤一中得到的悬浊液中,正硅酸乙酯加入量是膨胀石墨质量的15~23倍;加入水解催化剂并保持溶液的PH在一定范围内,催化剂为硝酸,控制PH范围在2~5之间;步骤三、前驱体制备:将去离子水逐滴滴加到步骤二中得到的前驱体悬浊液中,加入去离子水的质量为正硅酸乙酯质量的1.2~1.8倍,并加以强烈搅拌30分钟,25℃静置1~5小时;之后将悬浊液在60~80℃下烘干,得到前驱体;步骤四、富硅材料制备:将前驱体与镁粉混合,镁粉加入量是正硅酸乙酯质量的1/3~1/2之间,将混合粉体在氩气气氛保护下升温至600~800℃之间进行镁热还原反应2~5小时;将生成物经过酸洗、水洗、烘干、研磨后便得到富硅材料;步骤五、硅碳复合材料制备:有机碳源为聚丙烯腈,将其溶解于溶剂中,配置溶液浓度在5...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈慧明,许德超,姜涛,王丹,张斌,张克金,
申请(专利权)人:中国第一汽车股份有限公司,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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