一种硅基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于硅基材料技术领域，具体涉及一种硅基复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将纳米硅材料加入至无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成硅分散液；步骤2，将活性炭加入至聚丙烯酸纳水溶液中超声10‑20min，取出后微热烘干活性炭包裹颗粒；步骤3，将活性炭包裹颗粒加入至硅分散液中然后快速取出烘干，得到硅基覆盖颗粒；步骤4，在硅基覆盖颗粒表面喷涂酚醛树脂液，烘干后得到多层包覆颗粒；步骤5，将多层包覆颗粒加入至反应釜中还原反应2‑5h，然后进行氮气碳化反应3‑8h，冷却后恒压恒温静置20‑40min，得到硅基复合材料。本发明专利技术解决了硅体积膨胀的问题，对硅材料形成致密型固化，同时也能有效的抑制硅的膨胀，具有循环稳定性好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基复合材料的制备方法
本专利技术属于硅基材料
，具体涉及一种硅基复合材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长和无环境污染等优势，已广泛用于3C领域。近年来开始在动力汽车领域得到广泛发展。随着新能源汽车市场高速发展，对电池的能量密度要求也越来越高，传统的石墨负极已经接近理论值，难以进一步提高，为满足新能源汽车市场发展，新的正负极材料急需开发。硅基材料理论比容量为4200mAh/g，是比容量最高的材料之一。硅来源丰富，地壳中硅元素含量高居第二位，对环境友好，且硅在嵌锂和脱锂反应中电压平台低，不会在表面析锂，安全性好。但是硅也有很明显的缺点，硅是半导体材料，电导率低；此外，硅循环过程中体积膨胀变化巨大，易发生粉化、活性物质与集流体失去电接触，甚至进一步从集流体脱落，最终造成循环性能的严重衰减。另外，膨胀导致形成的SEI膜破裂，暴露出新的界面，继续形成新的SEI膜，导致循环之后硅颗粒外层的SEI膜越来越厚，最终阻隔了锂离子的嵌入。为解决硅体积膨胀问题，本领域技术人员通过各种各样方法对硅进行改性，包括对硅纳米化、合金化、多孔化以及将硅分散于各种网络体系中等等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，将纳米硅材料加入至无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成硅分散液；步骤2，将活性炭加入至聚丙烯酸纳水溶液中超声10‑20min，取出后微热烘干活性炭包裹颗粒；步骤3，将活性炭包裹颗粒加入至硅分散液中然后快速取出烘干，得到硅基覆盖颗粒；步骤4，在硅基覆盖颗粒表面喷涂酚醛树脂液，烘干后得到多层包覆颗粒；步骤5，将多层包覆颗粒加入至反应釜中还原反应2‑5h，然后进行氮气碳化反应3‑8h，冷却后恒压恒温静置20‑40min，得到硅基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种硅基复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，将纳米硅材料加入至无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成硅分散液；步骤2，将活性炭加入至聚丙烯酸纳水溶液中超声10-20min，取出后微热烘干活性炭包裹颗粒；步骤3，将活性炭包裹颗粒加入至硅分散液中然后快速取出烘干，得到硅基覆盖颗粒；步骤4，在硅基覆盖颗粒表面喷涂酚醛树脂液，烘干后得到多层包覆颗粒；步骤5，将多层包覆颗粒加入至反应釜中还原反应2-5h，然后进行氮气碳化反应3-8h，冷却后恒压恒温静置20-40min，得到硅基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种硅基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的纳米硅材料在无水乙醇中的浓度为30-60g/L，所述硅烷偶联剂的加入量是纳米硅材料质量的50-70％，所述搅拌均匀的搅拌速度为500-700r/min。3.根据权利要求1所述的一种硅基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的活性炭的加入量是纳米硅材料质量的70-100％...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊杰，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33