The invention discloses a nickel nanoparticles and nickel nano silicon material co modified silicon nanowires composite material and preparation method of composite material comprises nickel nano particles, Si2Ni nano material and silicon nanowires, nickel nano particle size in 10 30nm, Si2Ni in the 20 dimension 40nm, silicon nanowires with a diameter of 1 500nm, a length of 5 200 M. In the composite of silicon nanowires using oxide assisted synthesis of the metal catalyst is in no condition to silicon and silicon oxide as raw materials, using the method of direct evaporation system; the solution chemical reduction method, hydrofluoric acid etching of silicon nanowire surface with the reduction of silicon hydrogen bonding. Under the condition of 190 DEG C and nickel salt reaction, nickel nanoparticles modified silicon nanowires composite, which also contains the Si2Ni nano material on the surface. Silicon based materials are very stable at room temperature. They are regulated by carrier gas flow rate, reaction temperature and time during the process of oxidation assisted reduction, and the process is simple and reproducible.
【技术实现步骤摘要】
一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法
本专利技术属于纳米复合材料领域,具体是一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法。
技术介绍
近十年来,通过对新电极材料和新存储机理的开发研究,基于锂的可重复充电技术得到了飞跃发展,电池性能不断提高。得益于纳米技术的不断探索发现传统电池材料存在的许多重难点问题有望得到解决。对于地球上蕴含量非常丰富的硅材料,作为锂离子电池负极材料具有非常高的理论克容量(4200mAh/g),但是硅的电导率低,并且循环时会产生巨大的体积变化,使得材料的循环性能非常差,这限制了硅材料在锂离子电池负极材料中的应用。传统嵌入式电极材料在充放电过程中的体积变化较小。而对于新型的高容量电极材料而言,由于充放电过程中,大量的Li物质嵌入和脱嵌,发生巨大的体积变化。经过多次循环之后,活性颗粒和电极材料会开裂和破碎,影响电学传导,并造成容量降低,最终导致电池失效,大大缩短了电池的使用寿命。据报道,合金型负极材料的体积膨胀率中,Si为420%,Ge和Sn为260%,P为300%,而传统的石墨负极只有10%。而纳米材料一个天然优势就在于,其尺寸较小,可以在颗粒和电极层面上有效抵抗力学上的破坏。高容量电极材料有一个基本参数,叫做临界破碎尺寸,这个参数值取决于材料的反应类型(例如合金反应,转化反应)、力学性能、结晶度、密度、形貌以及体积膨胀率等一系列参数。电化学反应速率对于颗粒的开裂和破碎影响重大,充放电速率越快,产生的应力越大。当颗粒尺寸小于这个临界尺寸时,锂化反应引起的应力将得到有效控制,从而缓解颗粒的开裂和 ...
【技术保护点】
一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料,其特征在于,所述复合材料包括镍纳米颗粒、Si2Ni纳米物质及硅纳米线,所述镍纳米颗粒尺寸在10‑30nm,Si2Ni尺寸在20‑40nm,所述硅纳米线的直径为1‑500nm,长度为5‑200μm。
【技术特征摘要】
1.一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料,其特征在于,所述复合材料包括镍纳米颗粒、Si2Ni纳米物质及硅纳米线,所述镍纳米颗粒尺寸在10-30nm,Si2Ni尺寸在20-40nm,所述硅纳米线的直径为1-500nm,长度为5-200μm。2.一种权利要求1所述的镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在三氧化铝瓷舟中加入一氧化硅粉末,将装有一氧化硅粉末的三氧化铝瓷舟送入气氛保护的高温管式炉中,将高温管式炉密封并抽真空,然后连续通入氢气,加热升温至1000-1300℃保持6-10h,然后自然冷却至室温,得硅纳米线;(2)称取镍盐,加入溶剂,磁力搅拌至镍盐完全溶解,加入氢氧化钠溶液,持续搅拌4-10h直至混合物变成透明溶液;其中氢氧化钠浓度为0.2-1.0mol/L;(3)将步骤(1)得到的硅纳米线浸湿在氢氟酸溶液中5min后捞出,蒸馏水清洗干净后加入到步骤(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱丽丽,王辉,樊少娟,
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
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