硅-碳复合物电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种硅‑碳复合物电极材料及其制备方法和应用，所述的硅‑碳复合物电极材料由无定型碳网层均匀包裹硅颗粒；通过超声分散，将纳米硅颗粒均匀分散于淀粉溶液，真空干燥后采用高温热处理的方法制备硅‑碳复合物电极材料；以及所述的硅‑碳复合物电极材料在制备锂离子电池负极中的应用。本发明专利技术硅‑碳复合电极材料，具有可逆容量高、循环稳定性好、可规模化生产等优点。

【技术实现步骤摘要】
硅-碳复合物电极材料及其制备方法和应用
本专利技术属于电池材料领域，特别涉及一种高容量、长寿命、低成本的硅-碳复合物电极材料，还涉及该电极材料的制备方法和应用。
技术介绍
随着电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等新兴市场出现，对锂离子电池(LIB)产生巨大需求。目前商用的负极材料主要为石墨碳素类的碳材料，其最大理论比容量仅为372mAh/g，制约了锂电池容量的进一步提高。硅由于其高理论容量,大约为4200mAh/g(Li4.4Si合金)，资源丰富，是新一代最有希望的电极材料。硅电极的锂化平台电压比石墨电极的平台电压高，能有效避免锂枝晶的形成，提升锂离子电池的安全性。但是硅基电极在嵌锂脱锂过程中，会导致硅基电极体积的膨胀，大约为300％，从而导致电极材料结构的破坏和电极的剥落、粉化、电导率的下降，与集流体失去电接触后使得容量急剧下降，进而电池容量迅速衰减。对于硅基电极在充放电过程中的体积膨胀效应，科学家们提出了一些解决方案。硅碳包覆技术可以有效的解决上述问题。通过碳包覆，使得硅的体积膨胀由无定型包覆碳层承担，避免负极材料在嵌脱锂过程中因体积变化应力而粉化。硅电极表面碳包覆层还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅‑碳复合物电极材料，其特征在于：包括纳米硅颗粒和碳颗粒，所述碳颗粒均匀包裹于所述纳米硅颗粒的外周且所述碳颗粒形成网状，所述纳米硅颗粒与所述碳颗粒的质量比为1：(0.5‑2)。

【技术特征摘要】
1.一种硅-碳复合物电极材料，其特征在于：包括纳米硅颗粒和碳颗粒，所述碳颗粒均匀包裹于所述纳米硅颗粒的外周且所述碳颗粒形成网状，所述纳米硅颗粒与所述碳颗粒的质量比为1：(0.5-2)。2.根据权利要求1所述的硅-碳复合物电极材料，其特征在于：所述纳米硅颗粒的粒径为20-60nm。3.根据权利要求1中所述的硅-碳复合物电极材料，其特征在于：所述纳米硅颗粒与所述碳颗粒的质量比为1:0.5、1:1、1:1.5或1:2。4.一种根据权利要求1所述的硅-碳复合物电极材料的制备方法，其特征在于：按下述步骤进行：步骤一、将纳米硅颗粒溶于淀粉溶液，超声分散处理至纳米硅颗粒均匀分散于淀粉溶液中，即得混合溶液，超声分散的频率为50-70Hz，时间为0.5-2h；步骤二、对步骤一中所得的混合溶液在90-110℃的温度下进行真空干燥，8-12h后即可得混合固体；步骤三、在惰性气体的保护下，将步骤二中的混合固体在800-1000℃的温度下进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，
申请(专利权)人：苏州瀚能锂创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32