一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术涉及一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。本发明专利技术的多孔硅碳复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：将金属盐、有机配体、纳米硅和改性碳纳米管在溶剂中分散均匀，反应生成金属有机框架化合物后，除去溶剂，得到金属有机框架化合物/硅/改性碳纳米管复合材料，碳化处理，即得。本发明专利技术的制备方法，以金属有机框架化合物为碳源，和改性碳纳米管共同形成对纳米硅的包覆，金属有机矿框架化合物在碳化后能够为锂离子扩散提供通道、并缓解嵌锂过程中硅体积的膨胀，改性碳纳米管形成的网络结构不仅能够提高硅碳复合负极材料的导电率，还能够进一步缓解纳米硅的膨胀，降低硅碳复合负极材料的膨胀率。

Porous silicon carbon composite negative electrode material and preparation method thereof, lithium ion battery

The invention relates to a porous silicon carbon composite negative electrode material and a preparation method thereof, and a lithium ion battery, which belongs to the technical field of lithium ion batteries. The preparation method of the porous silicon carbon composite negative material comprises the following steps: dispersing the metal salts, organic ligands, nanoscale and modified carbon nanotubes in the solvent and reacting the metal organic frame compound, removing the solvent, and obtaining the metal organic frame compound / silicon / modified carbon nanotube composite material. Carbonization treatment, that is, obtained. The preparation method of the invention takes the metal organic frame compound as the carbon source and the modified carbon nanotube together to cover the nano silicon. The metal organic mineral frame compound can provide the channel for the lithium ion diffusion after carbonization, and alleviate the expansion of the silicon volume in the lithium intercalation process. The network structure formed by the modified carbon nanotube is not only It is possible to further improve the conductivity of silicon carbon composite negative electrode materials and further expand the expansion of nano silicon and reduce the expansion rate of silicon carbon composite negative electrode materials.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池
本专利技术涉及一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池，属于锂离子电池

技术介绍
硅碳负极材料是近几年发展起来的一种新型负极材料，并以其比容量高、来源广泛、价格低廉等优点而有望将来取代目前所用的石墨类负极材料，但是其纯硅材料在电池充放电过程中存在巨大的体积变化及其导电率差，这种巨大的体积变化导致制备的极片粉化、脱落，造成电极活性物质与集流体的分离，从而严重影响了电池的循环性能和倍率性能。而为降低硅碳负极材料的膨胀，通过模板法造孔则可以降低材料的膨胀提高其循环性能。比如专利(CN105226285A)公开了一种多孔硅碳复合材料及其制备方法，其主要通过合金与液相造孔、氢氟酸溶液得到多孔硅纳米的多孔硅纳米材料，之后与聚合物包覆、高温煅烧得到多孔硅碳复合材料。采用此种方法制备的多孔硅碳复合材料虽然在比容量及其循环性能得到提高，但是孔径大小难以精确控制且倍率性能偏差，造成其材料的一致性差。而金属有机框架(MOFs)是一类有机无机杂化材料，是有机配体与金属离子通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体材料，具有高孔隙率、大比表面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将金属盐、有机配体、纳米硅和改性碳纳米管在溶剂中分散均匀，反应生成金属有机框架化合物后，除去溶剂，得到金属有机框架化合物/硅/改性碳纳米管复合材料，碳化处理，即得。

【技术特征摘要】
1.一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将金属盐、有机配体、纳米硅和改性碳纳米管在溶剂中分散均匀，反应生成金属有机框架化合物后，除去溶剂，得到金属有机框架化合物/硅/改性碳纳米管复合材料，碳化处理，即得。2.根据权利要求1所述的多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述改性碳纳米管与纳米硅的质量比为0.1～0.5:1～5。3.根据权利要求1所述的多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述改性碳纳米管为羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管中的至少一种。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述金属盐、有机配体和纳米硅的质量比为5～15:10～30:1～5。5.根据权利要求1所述的多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述反应的温度为100～200℃，时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军红，
申请(专利权)人：徐军红，
类型：发明
国别省市：河南,41