A preparation method of mesoporous silicon carbide lithium battery anode material is proposed, in which mesoporous silicon oxide coated polystyrene is synthesized in water system, then mixed with carbon source for heat treatment after filtration and drying, and finally ultrasonic cleaning with anhydrous ethanol for 30 minutes is carried out to remove the residual organic phase in the pore channel and obtain powder mesoporous carbon. Silicon. By adding nano-polystyrene powder in the process of synthesizing mesoporous silica nanotubes, the mesoporous silica nanotubes are grown on the surface of polystyrene particles, thereby maintaining the integrity of the nano-silicon tube structure in the carbothermal reduction process, and removing the filled polystyrene, thereby obtaining the nanoparticles with stable mesoporous structure. Mesoporous silicon carbide anode material solves the problem that the electrochemical performance of traditional mesoporous silicon-based materials decreases due to the damage of the pore during the preparation process, and improves the controllability of reaction conditions and the safety of operation.
【技术实现步骤摘要】
一种介孔碳化硅锂电池阳极材料的制备方法
本专利技术涉及锂电池材料
,具体涉及一种介孔碳化硅锂电池阳极材料的制备方法。
技术介绍
伴随着经济全球化的进程和能源需求的不断高涨,寻找新的储能装置已经成为新能源相关领域的关注热点。锂离子电池(Li-ion,LithiumIonBattery):是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。与镍镉、镍氢电池相比,锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、工作温度范围宽等诸多优点,被广泛用于电动汽车、电动自行车、电动摩托车等多种领域,目前已经成为电动汽车动力的主要来源。其种类繁多,各具特色在未来的较长时间都难以被其他动力所取代。锂离子电池主要结构包括正极(阴极)、电解液、负极(阳极)、隔膜,主要依靠锂离子在阴极和阳极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入阳极,阳极处于富锂状态;放电时则相反。以石墨为阳极材料的商业锂离子电池已无法满足人们日益增长的储能需求,迄今为止,各种阳极材料,如钛氧化物、过渡金属氧化物、金属磷化物/硫化物/氮化物等已被广泛应用于锂离子电池。众多阳极材料中,硅由于其极高的理论锂存储容量、较快的Li扩散速率、较低的放电电位、和较低的扩散能垒(0.23eV)而受到人们的广泛关注。但是,纯硅在充放电过程中表现出体积形变较大,稳定性差的体积效应限制了它的应用。针对这一缺陷,科研人员开发出介孔纳米结构来缓解电极的体积效应问题。但在介孔硅制备过程中,介孔结构极易坍 ...
【技术保护点】
1.一种介孔碳化硅锂电池阳极材料的制备方法,其特征在于,采用正硅酸乙酯作为硅源材料,聚苯乙烯作为模板,具体制备步骤如下:(1)将纳米聚苯乙烯粉末超声分散于水中,超声过程中保持高速搅拌,边搅拌边加入离子表面活性剂,使纳米聚苯乙烯粉末表面活化,得到表面改性的纳米聚苯乙烯粉末分散液;(2)向上述分散液中滴加硅源,高速搅拌后,硅源在所述表面改性的纳米聚苯乙烯粉末表面发生分解反应,经过过滤烘干,得到介孔氧化硅包覆的聚苯乙烯粉末;(3)将所述介孔氧化硅包覆的聚苯乙烯粉末与碳源混合,通过机械搅拌混合均匀,将上述混合粉末置于氢气/氩气混合气氛中加热至700‑780℃,保温4‑8h,自然冷却至室温,得到烧结产物;(4)将所述烧结产物分散于无水乙醇中,进行超声清洗30‑80min,除去孔道中的残余有机相,真空干燥获得介孔碳化硅粉末。
【技术特征摘要】
1.一种介孔碳化硅锂电池阳极材料的制备方法,其特征在于,采用正硅酸乙酯作为硅源材料,聚苯乙烯作为模板,具体制备步骤如下:(1)将纳米聚苯乙烯粉末超声分散于水中,超声过程中保持高速搅拌,边搅拌边加入离子表面活性剂,使纳米聚苯乙烯粉末表面活化,得到表面改性的纳米聚苯乙烯粉末分散液;(2)向上述分散液中滴加硅源,高速搅拌后,硅源在所述表面改性的纳米聚苯乙烯粉末表面发生分解反应,经过过滤烘干,得到介孔氧化硅包覆的聚苯乙烯粉末;(3)将所述介孔氧化硅包覆的聚苯乙烯粉末与碳源混合,通过机械搅拌混合均匀,将上述混合粉末置于氢气/氩气混合气氛中加热至700-780℃,保温4-8h,自然冷却至室温,得到烧结产物;(4)将所述烧结产物分散于无水乙醇中,进行超声清洗30-80min,除去孔道中的残余有机相,真空干燥获得介孔碳化硅粉末。2.根据权利要求1所述的一种介孔碳化硅锂电池阳极材料的制备方法,其特征在于,所述离子表面活性剂包括...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈庆,廖健淞,
申请(专利权)人:成都新柯力化工科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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