The invention discloses a silicon matrix composite material, which is composed of a silicon matrix material and a conductive polymer material. The silicon matrix composite material in the invention is prepared by mixing the above raw materials with ball milling and then baking. The preparation method is simple and feasible, and is suitable for industrial production. When applied to lithium-ion batteries, conductive polymer materials evenly distribute on the surface of silicon-based materials, which can effectively alleviate the volume expansion of silicon-based materials during charging and discharging process and reduce the side reaction between silicon-based particles and electrolyte. At the same time, interconnected conductive polymer layers form cross-linking networks in negative materials, which can improve the electrode performance. Conductivity: In the process of making the electrode, the existence of conductive polymer can partly or completely replace the use of conductive agent, and then increase the compaction density of the active material of the electrode and the energy density of the battery.
【技术实现步骤摘要】
一种硅基复合材料及其制备和应用
本专利技术属于锂离子电池材料开发领域,具体涉及一种硅基复合材料及其制备方法,以及包括此硅基复合材料的锂离子电池。
技术介绍
随着化石能源的枯竭以及环境污染日益加重,开发清洁并稳定的能源已得到世界各国的重视并成为重要发展方向。近年来,储能技术得到极大的发展,其中锂离子电池因为其能量密度高、循环寿命长、环境友好等特点已成为最有竞争力的储能方案之一,并已广泛应用于便携式电子产品和新能源汽车中。传统的商用锂离子电池中,负极材料主要以石墨等碳基材料主,这些材料拥有优异的循环性能,但其理论比容量有限(300-400mAh/g),已无法满足部分领域尤其是动力电池方面的需求。硅基负极材料拥有极高的理论比容量(Si:约为4200mAh/g,SiO:约为1000mAh/g)和合适的嵌锂电位(0.1-0.2V),因此得到广泛的关注。但是,硅基负极材料在嵌锂过程中会产生400%的体积膨胀,巨大的体积膨胀会使硅材料粉体破碎,继而导致破碎的硅材料失去与粘接剂之间的连接并从电极上脱落,最终使电池容量迅速衰减。同时硅基负极材料自身的电导率较低(10-9-10-10S/cm),电子在电极材料中传导性能较差,所以通常在电极制作过程中需要添加乙炔黑等导电剂来提升其电导率。为改善硅基负极材料因体积膨胀、低导电率带来的循环寿命较短的情况,目前主要采用硅材料的纳米化、硅与其它材料复合或者硅自身的结构设计等方法。公开号为CN106207142A名为《一种动力锂离子电池硅碳复合负极材料制备方法》的专利技术专利,采用聚酰亚胺对硅颗粒浆料进行包覆,通过喷雾干燥、煅烧、粉碎得到 ...
【技术保护点】
1.一种硅基复合材料,其特征在于:由硅基材料和导电高分子材料组成,所述硅基材料的质量百分比为5‑95%,所述导电高分子材料的质量百分比为5‑95%。
【技术特征摘要】
1.一种硅基复合材料,其特征在于:由硅基材料和导电高分子材料组成,所述硅基材料的质量百分比为5-95%,所述导电高分子材料的质量百分比为5-95%。2.如权利要求1所述硅基复合材料,其特征在于:所述硅基材料为粒径20-2000nm的硅颗粒、粒径1-200μm的一氧化硅颗粒中的至少一种。3.如权利要求1所述硅基复合材料,其特征在于:所述导电高分子材料为聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的一种或几种。4.如权利要求3所述硅基复合材料,其特征在于:所述聚噻吩为聚3,4-乙撑二氧噻吩。5.一种如权利要求1-4任一所述硅基复合材料的制备方法,其特征在于:将所述硅基材料和所述导电高分子材料混合球磨0...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢双,
申请(专利权)人:深圳市比克动力电池有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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