一种高性能Si@SnO2@C复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高性能Si@SnO2@C复合材料及其制备方法和应用，通过表面改性处理先在高容量的纳米硅表面引入官能团，接着原位沉积一层均匀的SnO2层，然后通过原位聚合酚醛树脂引入均匀碳层前驱体，通过高温煅烧制备得到高性能多层核壳结构的复合材料；本发明专利技术还公开了一种高性能Si@SnO2@C复合材料及其应用。本发明专利技术根据锂电池Si负极材料充放电循环中易于发生体积效应的特点，通过在活性物质的中间层外面包覆双重包覆层，从而有效地改进电极材料的电化学性能；同时，该层SnO2层的作用不仅限于惰性的包覆媒介，在0.01‑3V更为宽泛的电位下同样能作为储锂材料，SnO2层同样发生体积效应，能为发生体积效应更为显著的硅提供充分的缓冲空间。这样的设计结构有利于延长硅基材料的循环性能，并提高可逆容量。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能Si@SnO2@C复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂离子电池硅基负极材料
，具体涉及一种高性能Si@SnO2@C复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效果、少污染以及自放电率小等优点，它在总体性能上优于其它传统二次电池，一致被认为是各种便携式电子设备及电动汽车用最为理想的电源。传统锂离子电池负极材料石墨虽然循环稳定性好以及性价比较高，但是由于其充放电比容量较低，体积比容量更是没有优势，难以满足动力系统特别是电动车及混合电动车对电池高容量化的要求。因此开发具有高比容量、高充放电效率、长循环寿命的新型锂离子电池负极材料极具迫切性。硅基材料因具有较高的理论嵌锂容量而越来越受瞩目。硅基材料若能达到实用化程度，必将使锂离子电池的应用范围大大拓宽。但是，硅基材料电导率较低，且在高程度脱嵌锂条件下，存在严重的体积效应，造成电极的循环稳定性较差。针对这些高容量的负极材料的体积效率与低电导率的缺点，将之与具有弹性、性能稳定且导电性能好的载体复合，缓冲活性材料的体积变化，将是保持高容量的同时提高其循环稳定性的有效途径。碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法，其特征在于，通过表面改性处理先在高容量的纳米硅表面引入官能团，接着原位沉积一层均匀的SnO2层，然后通过原位聚合酚醛树脂引入均匀碳层前驱体，通过高温煅烧制备得到高性能多层核壳结构的复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法，其特征在于，通过表面改性处理先在高容量的纳米硅表面引入官能团，接着原位沉积一层均匀的SnO2层，然后通过原位聚合酚醛树脂引入均匀碳层前驱体，通过高温煅烧制备得到高性能多层核壳结构的复合材料。2.根据权利要求1所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）在Si纳米材料进行表面改性处理；（2）改性后的Si纳米颗粒分散在去离子水中超声处理，然后加入硫代乙醇酸、浓盐酸、尿素分别超声处理；最后加入SnCl2，超声分散均匀；设定温度下搅拌；反应结束后抽滤，用水和乙醇轮流洗涤至干净；真空干燥70℃2h，得到Si@SnO2结构材料；（3）按体积比将水和乙醇混合，超声搅拌均匀；然后将上述步骤得到的0.2gSi@SnO2分散于其中超声搅拌20min；把CTAB、间苯二酚、氨水，加入上述溶液中，超声搅拌30min；然后将之置于油浴中45℃搅拌30min，把甲醛溶液加入上述用混合溶液中，设定温度下搅拌；抽滤后，用去离子水洗至干净，70℃真空干燥3h；（4）将步骤（3）的样品在管式炉中惰性气氛下高温煅烧制备得到高性能Si@SnO2@C复合材料。3.根据权利要求1或2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法，其特征在于，所述的表面改性处理，包括将硅粉进行热氧化改性、化学氧化改性或表面活性剂改性。4.根据权利要求2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹿，张文惠，蒲旭清，沈超，关荣锋，徐琪，张婷婷，杨勇，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32