一种自支撑的SiOx基复合负极材料及其制备方法技术

一种自支撑的SiOx基复合负极材料及其制备方法，所述负极材料包括三维导电内核M、SiOx层、碳质外壳；采用SiOx气体原位沉积包裹在三维导电内核表面形成三维导电内核M@SiOx层的三维框架结构，采用碳源前躯体经热解反应包裹在三维框架结构表面构成碳质外壳；制备方法是将三维导电内核置于具有惰性气体保护的炉内；向炉内通入SiOx气体沉积在三维导电内核表面形成M@SiOx三维框架结构；将三维框架结构与碳源前驱体混合均匀进行热解反应，得到自支撑SiOx基复合负极材料。本发明专利技术制备的自支撑特性的SiOx基复合负极材料，具有结构稳定性好、首次库仑效率高、循环稳定性好的优点。制备工艺流程简单，易于控制，合成成本低，适合大规模生产。

A Self-supporting SiOx-based Composite Anode Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑的SiOx基复合负极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种SiOx基复合负极材料及其制备方法，特别是涉及一种具有自支撑特性的SiOx基复合负极材料及其制备方法。属于复合材料与电化学

技术介绍
锂离子电池是现行主流储能体系的典型代表，具有性能稳定、容量高、安全性好、绿色环保等优点。锂离子电池的应用范围日益扩大，早期用于便携式电子器件，电动汽车的开发将锂离子电池的发展推向一个新的高潮。而现有的锂离子电池体系由于其电极材料的限制，能量密度难以突破300Wh/kg，难以满足电动汽车对高能量密度锂离子电池的要求。电极材料的突破是提升锂离子电池性能的关键。就锂离子电池负极材料而言，现在商业化的锂离子电池负极材料为石墨，其理论容量仅为372mAh/g，极大地限制了锂离子电池的发展。目前，众多被广泛研究的新型负极中，硅因其超高的理论嵌锂容量(4200mAh/g)、低的嵌锂电位、高的地球储量等优点，备受青睐。但是，硅材料的嵌、脱锂过程是与锂的合金化与去合金化过程，材料表现出高达400％的体积变化。如此高的体积膨胀与收缩，导致材料在数次充放电后结构崩塌、与集流体失去接触而发生性能失效；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自支撑的SiOx基复合负极材料，所述负极材料包括三维导电内核M、SiOx层、碳质外壳；采用SiOx气体原位沉积包裹在三维导电内核M表面构成SiOx层，形成三维导电内核M@SiOx层的三维框架结构，所述碳质外壳由碳源前躯体经热解反应包裹在三维框架结构表面构成；SiOx中，0.75≤x≤1.25。

【技术特征摘要】
1.一种自支撑的SiOx基复合负极材料，所述负极材料包括三维导电内核M、SiOx层、碳质外壳；采用SiOx气体原位沉积包裹在三维导电内核M表面构成SiOx层，形成三维导电内核M@SiOx层的三维框架结构，所述碳质外壳由碳源前躯体经热解反应包裹在三维框架结构表面构成；SiOx中，0.75≤x≤1.25。2.根据权利要求1所述的一种自支撑的SiOx基复合负极材料，其特征在于：所述三维导电内核选自泡沫镍、泡沫铜、碳纤维布、泡沫石墨烯三维泡沫块体中的一种或多种；三维导电内核的孔径≤1mm，孔隙率≥80％，通孔率≥90％。3.根据权利要求1所述的一种自支撑的SiOx基复合负极材料，其特征在于：SiOx气体原位沉积工艺参数为：气体温度1300-1800℃；三维导电内核的温度为200～400℃；三维导电内核与所沉积的SiOx的质量比为1：0.1～5。4.根据权利要求1所述的一种自支撑的SiOx基复合负极材料，其特征在于：所述碳源前驱体为沥青、酚醛树酯、葡萄糖、高分子聚合物、氧化石墨烯、甲烷、乙炔等中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种自支撑的SiOx基复合负极材料，其特征在于：热解反应工艺参数为：温度为500～900℃，反应气氛为氩气、氢气、氮气、氦气保护性气氛中的一种或多种；碳源前驱体与三维框架结构的质量比为1：4～30。6.一种自支撑的SiOx基复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将三维导电内核M置于具有惰性气体保护的炉内；向炉内通入SiOx气体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昊宸，周向清，王鹏，周进辉，
申请(专利权)人：湖南宸宇富基新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43