The invention discloses a nanometer composite material of silicon and carbon, which is characterized in that the material is made from carbon coated silica nanoparticles composed of silica, the particle size of 10 30nm, carbon layer thickness of 1 10nm in the composite material in the mass percentage of silicon and carbon: (0.5 ~ 0.8): (0.5 ~ 0.2), the application of nano composite material of silicon and carbon in lithium ion batteries. The invention also provides a method for preparing the silica and carbon composite by high temperature heat treatment.
【技术实现步骤摘要】
一种通过高温热处理制备二氧化硅与碳复合材料的方法
本专利技术涉及一种二氧化硅与碳纳米复合材料及高温热处理制备方法,属于锂离子二次电池电极材料领域。
技术介绍
近年来,随着手机、笔记本电脑等便携式电子设备的快速发展,以及电动汽车领域的迫切需求,使得研究和发展高能量密度的锂离子电池成为国内外研究热点。作为目前应用较广泛的锂电负极碳材料,其理论比容量低,在完全嵌锂状态(LiC6)时容量仅为372mAh/g,同时还存在与有机溶剂相容性差的问题,这些都使得碳材料很难满足高容量、高功率锂电负极的发展。硅的理论比容量为4200mAh/g,是所有合金化储锂元素中容量最高的。硅的电压平台为~0.4V,略高于石墨,因此在快速嵌锂以及低温嵌锂过程中表面析锂的可能性小,安全性更高。但硅负极在电化学反应过程中会产生巨大的体积膨胀(~300%),形成很强的机械应力,导致电极材料破碎、粉化,甚至与铜集流体脱离,造成大的不可逆容量和迅速的容量衰减。除此之外,硅的本征导电率为6.7×10-4Scm-1,导电性差。与硅相比,二氧化硅材料具有较高的理论比容量(~1965mAh/g),用做锂电负极时在首 ...
【技术保护点】
一种二氧化硅与碳的纳米复合材料,其特征在于,该材料是由碳包覆二氧化硅纳米颗粒复合构成,其中二氧化硅粒径尺寸为10‑30nm,碳层厚度为1‑10nm,在该复合材料中二氧化硅与碳的质量百分比为:(0.5~0.8):(0.5~0.2),该二氧化硅与碳的纳米复合材料应用于锂离子电池负极。
【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅与碳的纳米复合材料,其特征在于,该材料是由碳包覆二氧化硅纳米颗粒复合构成,其中二氧化硅粒径尺寸为10-30nm,碳层厚度为1-10nm,在该复合材料中二氧化硅与碳的质量百分比为:(0.5~0.8):(0.5~0.2),该二氧化硅与碳的纳米复合材料应用于锂离子电池负极。2.一种通过高温热处理制备二氧化硅与碳复合材料的方法,其特征在于包括以下步骤:(1).以九水偏硅酸钠为硅源,采用化学沉淀反应,按九水偏硅酸钠、无水乙醇、去离子水与浓盐酸摩尔比为(12~15):(32~36):(886~892):(320~325)计,将硅源溶于乙醇与水混合溶液中,快速搅拌加入浓盐酸,静置一段时间后,得到胶状混合物;用去离子水多次冲洗胶状物,使混合溶液呈中性,经超声分散均匀,以多巴胺盐酸盐...
【专利技术属性】
技术研发人员:师春生,王思琪,赵乃勤,刘恩佐,何春年,何芳,马丽颖,李群英,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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