一种锂离子电池用中空SiOx@C立方形复合负极材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池用中空SiOx@C立方形复合负极材料及制备方法，属于锂离子电池负极材料技术领域。所述中空SiOx@C立方形复合负极材料由内到外依次为空腔、SiOx和碳壳三层。具体制备步骤如下：以纳米碳酸钙为模板，在模板上生长二氧化硅，然后再用液相法包覆一层有机碳源，通过热解、碳热还原、酸洗、干燥得到低氧值的中空SiOx@C纳米立方形复合负极材料。该复合负极材料的立方形中空结构为SiOx的体积膨胀提供了空间，使材料在脱嵌锂过程中保持结构稳定，外层包覆的碳提高材料的导电性，进而综合提升材料的循环寿命。

A Hollow SiOx@C Cubic Composite Anode Material for Lithium Ion Batteries and Its Preparation Method

The invention provides a hollow SiOx@C cubic composite negative material for lithium ion batteries and a preparation method, belonging to the technical field of negative material for lithium ion batteries. The hollow SiOx@C cubic composite anode material consists of three layers of cavity, SiOx and carbon shell from inside to outside. Specific preparation steps are as follows: nano-calcium carbonate template is used to grow silicon dioxide on the template, and then a layer of organic carbon source is coated by liquid phase method. Hollow SiOx@C nano-cubic composite negative electrode material with low oxygen value is obtained by pyrolysis, carbothermal reduction, acid pickling and drying. The cubic hollow structure of the composite negative material provides space for the volume expansion of SiOx, keeps the structure stable during the process of lithium intercalation, and the carbon coated on the outer layer improves the conductivity of the material, thereby comprehensively improving the cycle life of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用中空SiOx@C立方形复合负极材料及制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池中空SiOx@C立方形复合负极材料及制备方法。
技术介绍
随着新能源汽车产业的快速发展，作为核心部件和动力源泉的锂离子电池具有广阔的市场空间。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电少、充电速度快及环境友好等优点，是目前发展最快市场前景最好的二次电池。《中国制造2025》提出2020年单体电池能量密度达到300Wh/kg。要实现上述目标，迫切需要开发出高能量密度锂离子电池。目前，锂离子电池普遍采用的石墨负极理论容量仅为372mAh/g，实际容量已经接近极限，很难再有提高，难以满足电动汽车对电池能量密度越来越高的需求。硅在常温下的理论容量为3580mAh/g，是石墨容量的十倍左右。但是硅在充放电过程中的的体积变化高达300％，容易引起活性材料粉化、脱落，并最终导电池容量的快速衰减，进一步限制了其商业化应用。SiO的理论容量大于2000mAh/g，在充放电过程中的体积膨胀只有200％，更具有商业化前景。因此开发循环性能优异的SiO基复合材料成为本领域技术人员所关注的焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用中空SiOx@C立方形复合负极材料，其特征在于：所述SiOx@C复合负极材料为三层结构，由内到外依次为空腔、SiOx和碳壳；所述中空为纳米立方形；所述SiOx@C复合负极材料外形为纳米立方结构。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用中空SiOx@C立方形复合负极材料，其特征在于：所述SiOx@C复合负极材料为三层结构，由内到外依次为空腔、SiOx和碳壳；所述中空为纳米立方形；所述SiOx@C复合负极材料外形为纳米立方结构。2.根据权利要求1中所述的中空SiOx@C立方形复合负极材料，其特征在于所述SiOx@C复合负极材料的粒度为50～500nm。3.一种锂离子电池用中空SiOx@C立方形复合负极材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下制备步骤：(1)制备CaCO3@SiO2纳米立方体：纳米碳酸钙分散在一定体积比的乙醇与水的混合溶液中，再加入适量氨水，搅拌均匀，得到纳米碳酸钙悬浮液；将正硅酸四乙酯加入上述纳米碳酸钙悬浮液中，在25℃～85℃下搅拌7～12h，离心水洗得到二氧化硅包覆纳米碳酸钙立方体的复合材料，即CaCO3@SiO2；(2)制备CaCO3@SiOx@C材料：将有机碳源、CaCO3@SiO2加入溶剂中，超声分散均匀，持续搅拌至溶剂蒸发完全，得到有机碳源包覆的CaCO3@SiO2；有机碳源包覆的CaCO3@SiO2置于管式炉中，以一定升温速率升温至500～900℃，恒温2～5h，冷却至室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，何冬林，孙森，赵汪，安富强，曲选辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11