一种表面改性SiOx电极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面改性SiOx电极材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将碳源小颗粒与SiOx充分混合，作为前驱体；S2、将所得前驱体进行保护气氛下旋转高温炉煅烧，获得炭包覆SiOx中间体；S3、将炭包覆SiOx中间体和导电剂投入溶剂中，充分地搅拌均匀，随后依次加入导电剂、分散剂和聚合物单体，通过聚合反应获得表面改性的SiOx电极材料。本发明专利技术旨在将SiOx表面进行一系列的修饰，抑制其在充放电过程中的体积变化，提高循环寿命。该方案具有以下优势：1，均匀包覆碳壳后极大地改善材料的界面特性，提高电极材料导电能力和电池性能；2，最外层的导电聚合物复合层具有明显的弹性特征，有效抑制了电极材料体积膨胀，延长电池寿命。

Preparation of a Surface Modified SiOx Electrode Material

【技术实现步骤摘要】
一种表面改性SiOx电极材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及高比能电池，固态电池中电极材料的制备方法。
技术介绍
基于硅来源丰富，价格便宜，具有较高的理论容量(3579mAh/g，Li15Si4)和较低的平台电位(0.3V)等优势，有望替代商业化的石墨材料，应用于高性能锂离子电池中。然而，硅在脱嵌锂过程中伴随着严重的体积变化，而归因于这种体积效应，硅在电解液中难以形成稳定的固体电解质界面(SEI)膜。伴随着材料结构的破坏，在暴露出的表面不断形成新的SEI膜，加剧了电解液的消耗和电池的循环寿命的衰减。本专利技术首先将SiOx表面包裹一层均匀刚性的碳壳，极大地改善材料的导电能力；同时通过构建最外层具有特殊导电能力的弹性结构层，可以明显的改善反应过程中的体积效应，缓解了因电极材料粉化导致的电解液消耗增加、电池寿命衰减等问题。
技术实现思路
针对电极材料粉化导致的电解液消耗增加，电池寿命衰减等问题，本专利技术提出了一种表面改性SiOx电极材料的制备方法，通过硅颗粒表面进行碳化构建具有高导电性的刚性碳壳以及外层由导电聚合物层/导电剂复合的弹性外壳，得到了同时具有高容量和高稳定性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面改性SiOx电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将碳源小颗粒与SiOx充分混合，作为前驱体；S2、将上述所得的前驱体在保护气氛条件下烧结，得到炭包覆SiOx中间体；S3、将上述炭包覆SiOx中间体和导电剂混合溶剂中，充分搅拌均匀，依次加入分散剂和聚合物单体，进行聚合反应，最终得到表面改性的SiOx电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种表面改性SiOx电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将碳源小颗粒与SiOx充分混合，作为前驱体；S2、将上述所得的前驱体在保护气氛条件下烧结，得到炭包覆SiOx中间体；S3、将上述炭包覆SiOx中间体和导电剂混合溶剂中，充分搅拌均匀，依次加入分散剂和聚合物单体，进行聚合反应，最终得到表面改性的SiOx电极材料。2.根据权利要求1所述的一种表面改性SiOx电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中碳源小颗粒选自沥青、葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、壳聚糖、糠醛和木质素中的一种或多种；所述步骤S1中碳源颗粒的粒径在0.01微米至10微米；所述SiOx中，0<x≤2，SiOx的粒径在0.5微米至20微米。3.根据权利要求1所述的一种表面改性SiOx电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中高温炉的转速为2转/分钟至10转/分钟，热处理温度为800℃至1100℃并保温2小时至6小时，其中升温速率为10℃/分钟；所述步骤S2中所述保护气氛为氮气、氩气或两者混合气体。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，董冬旗，马传利，龚良玉，苏凌浩，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37