一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料，以氧化亚硅为核，以掺氮碳材料包覆氧化亚硅形成核壳结构，其中，掺氮碳材料为掺氮石墨烯和掺氮氧化沥青的混合物；掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料中，按重量百分比计包括：70～90％氧化亚硅、5～20％掺氮石墨烯、3～15％掺氮氧化沥青；本发明专利技术还公开了一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料的制备方法。本发明专利技术以氧化亚硅为核，以掺氮碳材料包覆氧化亚硅形成核壳结构，在提高负极材料电子导电性的同时，还可以缓冲负极材料在脱嵌锂过程中的体积变化，提高材料循环过程中的结构稳定性，具有可逆容量高、循环性能好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料及其制备方法
本专利技术涉及氧化亚硅复合负极材料
，尤其涉及一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有较高的比能量、较长的循环使用寿命等特点而备受关注，已经广泛应用于便携式电子设备、电脑等领域中。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大部分组成，其中，商业化的锂离子电池负极材料主要是石墨类负极材料，但其理论容量只有372mAh/g，无法满足人们对高能量密度电池的需求。因此，开发出比容量高、充放电效率高、循环稳定性好的负极材料已经成为研究者们亟待解决的重要课题。硅负极材料具有理论容量高(4200mAh/g)、嵌脱锂平台低、资源丰富、安全性好等优点，是目前最具有潜力的锂离子电池负极材料之一。但是，在充放电过程中，硅负极材料伴随着巨大的体积变化(400％)，导致硅活性材料粉化，点击涂层破裂，最终造成容量快速衰减，严重地阻碍了其在锂离子电池中的实际应用。同时，由于硅是半导体材料，本征导电性差(6.7×10-4s/cm)，导致硅材料的倍率性能较差。氧化亚硅具有理论比容量高(2600mAh/g)、安全性好、价本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料，其特征在于，以氧化亚硅为核，以掺氮碳材料包覆氧化亚硅形成核壳结构，其中，掺氮碳材料为掺氮石墨烯和掺氮氧化沥青的混合物；掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料中，按重量百分比计包括：70～90％氧化亚硅、5～20％掺氮石墨烯、3～15％掺氮氧化沥青。

【技术特征摘要】
1.一种掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料，其特征在于，以氧化亚硅为核，以掺氮碳材料包覆氧化亚硅形成核壳结构，其中，掺氮碳材料为掺氮石墨烯和掺氮氧化沥青的混合物；掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料中，按重量百分比计包括：70～90％氧化亚硅、5～20％掺氮石墨烯、3～15％掺氮氧化沥青。2.根据权利要求1所述的掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料，其特征在于，掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料中，掺氮量为3～15wt％。3.根据权利要求1或2所述的掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料，其特征在于，掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料中，氧化亚硅的粒子尺寸D50为4～9μm。4.一种根据权利要求1-3任一项所述的掺氮碳材料包覆氧化亚硅的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、氧化石墨烯的制备：将石墨加水分散，加入浓硫酸进行球磨，然后加入过氧化苯甲酰和双氧水的混合液，继续球磨得到氧化石墨烯浆料，将氧化石墨烯浆料经离心、洗涤、干燥得到氧化石墨烯粉末；S2、氧化沥青的制备：将沥青、乙醇、氧化剂混匀均匀，加热搅拌得到氧化沥青浆料，将氧化沥青浆料经离心、洗涤、干燥得到氧化沥青粉末；S3、机械混合：以乙醇为分散剂，将氧化石墨烯粉末和氧化沥青粉末进行分散得到复合浆料，将氧化亚硅和乙醇混合均匀，加入复合浆料，然后加入三聚氰胺，高速分散搅拌5～24h得到混合物料，将混合物料经溶剂挥发后干燥，得到三聚氰胺/氧化石墨烯/氧化沥青包覆氧化亚硅复合粉末；S4、高温热解：将三聚氰胺/氧化石墨烯/氧化沥青包覆氧化亚硅复合粉末放入热解装置中，向热解装置中通入氨气，升温至400～800℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐美洲，杨茂萍，杨尘，王辉，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34