The invention relates to the field of lithium ion batteries, in particular a preparation method and application of an embedded silicon carbon composite material. The preparation method of embedded silicon carbon composite material, which is characterized in that the resin will stir to dissolve in ethanol, adding curing agent and stirring, then add powder, stirring evenly; asphalt will be placed in a beaker, adding solvent heating and stirring, until completely melted asphalt; the materials are mixed, quickly transferred to the reactor airtight, heating and agitation, and detection of pressure relief, until no devolatilization, the material will be solidified material curing; sintered carbide under an inert atmosphere to obtain final product. The product has good performance, simple production, environmental protection and no pollution, improves the cycle performance of silicon, inhibits the volume expansion of silicon, and realizes the multiple combination of silicon and carbon.
【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式硅碳复合材料的制备方法及其应用(一)
本专利技术涉及锂离子电池领域,特别涉及一种嵌入式硅碳复合材料的制备方法及其应用。(二)
技术介绍
自1992年锂离子电池实现商品化以来,锂电池的应用范围逐渐扩大,从便携式电子产品到军事装备,再到新能源的利用,无不有着锂电池的身影。锂离子电池与传统的二次电池相比具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、无污染和自放电小等优点,应用越来越广泛。由于便携式电子设备和电动汽车的快速发展和广泛应用,对于高比能量、长循环寿命、快速充放电的锂离子电池的需求十分迫切。随着科技的发展和能源危机的加重,人们对高容量、高能量密度的锂电池更加青睐,而负极材料作为锂电池的重要组成部分,已成为各国研究的重点。传统的锂电池负极是碳类材料,理论比容量为372mAh/G,储锂容量较低,并且嵌锂电位接近金属锂的析出电位,高倍率充电时存在安全隐患。硅作为一种能与锂合金化的金属成为人们研究和关注的对象是因为硅的理论容量为4200mAh/G(Li22Si5),比碳类材料的11倍还多,并且其嵌锂电位低于锂的析出电位,提高了高倍率充电下的安全性。但是在脱嵌锂的过程中,硅会发生结构的变化,形成严重的体积膨胀和收缩(最高可达300%以上),导致活性物质容易粉化,与集流体之间电接触恶化,进而造成首次不可逆容量高、循环稳定性差等问题。目前解决硅体积效应的思路主要有两个硅纳米化和硅复合化。硅纳米化主要包括采用纳米硅粉或纳米硅线,采用射频磁控溅射方法或化学气象沉积的方法直接在集流体上沉积一层纳米硅膜,以及采用高能球磨法将硅粉纳米化等。采用该种思路改善硅的循 ...
【技术保护点】
一种嵌入式硅碳复合材料的制备方法,其特征为,包括如下步骤:(1)将树脂搅拌溶解于无水乙醇中,并加入固化剂搅拌均匀,最后加入硅粉,搅拌均匀;(2)将沥青置于烧杯中,加入溶剂加热搅拌,直至沥青完全熔化;(3)将步骤(1)和(2)中的物料混合,迅速转移至密闭的反应釜中,边加热边搅拌,反应釜温度为80‑110℃,当温度过高、压力过大时,打开反应釜出气口泄压,然后迅速关闭,防止接触空气,如此反复,直至没有挥发分挥发,物料固化;(4)将固化的物料在惰性气氛下进行烧结碳化,得到最终产物,即硅碳复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种嵌入式硅碳复合材料的制备方法,其特征为,包括如下步骤:(1)将树脂搅拌溶解于无水乙醇中,并加入固化剂搅拌均匀,最后加入硅粉,搅拌均匀;(2)将沥青置于烧杯中,加入溶剂加热搅拌,直至沥青完全熔化;(3)将步骤(1)和(2)中的物料混合,迅速转移至密闭的反应釜中,边加热边搅拌,反应釜温度为80-110℃,当温度过高、压力过大时,打开反应釜出气口泄压,然后迅速关闭,防止接触空气,如此反复,直至没有挥发分挥发,物料固化;(4)将固化的物料在惰性气氛下进行烧结碳化,得到最终产物,即硅碳复合材料。2.根据权利要求1所述的嵌入式硅碳复合材料的制备方法,其特征在于:所述硅粉、树脂和沥青的质量比为5-30:30-50:40-70,无水乙醇的用量为树脂质量的50-150%。3.根据权利要求1所述的嵌入式硅碳复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,树脂为酚醛树脂,固化剂为磷酸或六次甲基四胺,固化剂的用量为树脂质量的10-30%,硅粉为中值粒径为10-150nm的纳米硅。4.根据权利要求1所述的嵌入式硅碳复合材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:田崇社,唐其伟,赵成龙,于恒杰,田海燕,张朋,
申请(专利权)人:山东玉皇新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。