The invention relates to a silicon carbon sulfide cobalt complex, a lithium-ion battery cathode material and a preparation method thereof. The method comprises: adding 200-300 mesh silicon powder and carbon black to ethanol for ball milling to obtain a carbon coated silicon mixture; dispersing cobalt acetate tetrahydrate into a solvent to form a cobalt acetate tetrahydrate solution, adding urea as a precipitant, and adding polyvinylpyrrolidone at the same time\uff08 PVP) is used as polymer binder, and thiourea is added at last and stirred evenly. Transfer to the reactor for hydrothermal reaction, after natural cooling, centrifugal cleaning and drying, and annealing after drying to obtain the required composite materials. The material prepared by the invention has special structure, good cycling performance and stability, and no nano silicon is used at the same time, which reduces the cost.
【技术实现步骤摘要】
一种硅碳硫化钴复合物、锂离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池负极材料领域,具体涉及一种硅碳硫化钴复合物、锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
近年来,锂离子电池因具有诸多优点而被广泛地关注,在电子设备、电动汽车、大型储能系统等领域均有应用。目前商业锂离子电池所使用的负极材料为石墨,其理论质量比容量为372mAh/g,与硅的4200mAh/g相比,石墨的理论容量过低。硅材料与过渡金属硫化物材料作为一种新型锂离子电池负极备选材料在近些年来极具竞争力,由于硅的体积膨胀较大,故而将硅/碳与过渡金属硫化物结合成为一种极具优势的制备方法,结合后的复合材料具有低成本、环境友好、理论比容量高、安全性好等优点。由于硫化钴的理论容量为598mAh/g,具有优异的电化学性能,包括高理论容量,良好的循环稳定性和安全性,但硫化钴存在次库伦效率低,充放电过程中体积效应较大等问题。硅的理论容量为4200mAh/g,比石墨材料作为锂离子电池负极更有发展潜力,也更有前途,由于硅也存在体积膨胀大和导电性差的问题,因此球磨中加入炭可以增强导电性,将球磨硅/碳与硫化钴进行复合,所得材料具有协同效应,形成的特殊结构可以缓解体积膨胀。已有文献表明,在复合物中加入炭可以降低材料内阻,且比水热法加入碳源再通过后期退火形成的碳更加稳定且更加容易控制。如公开专利号为CN107240678A的专利技术专利,公开了一种锂离子电池用金属硫化物负极材料的制备方法,该锂离子电池用金属硫化物负极材料包含金属M的硫化物、或金属M的硫化物与添加剂A形成 ...
【技术保护点】
1.一种硅碳硫化钴复合物的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:/n步骤1、取质量比为0~4:1的炭黑以及硅粉加入无水乙醇中进行球磨,获得均一稳定的悬浊液,之后进行真空干燥,获得炭包裹硅的混合物或者硅粉;/n步骤2、将一定量的沉淀剂以及聚合物粘结剂分散至去离子水与乙醇形成的溶剂中,之后加入四水合乙酸钴以及硫脲,形成透明溶液;/n步骤3、将上述炭包裹硅的混合物或者硅粉加入上述透明溶液中,搅拌并超声后形成均匀悬浊液;/n步骤4、将上述悬浊液置于高压反应釜中进行水热反应,反应完成后冷却后离心,获得沉淀物,将所述沉淀物真空干燥后获得硅/碳或硅与硫化钴复合物前驱体;/n步骤5、将所述硅/碳或硅与硫化钴复合物前驱体进行退火,获得硅碳硫化钴复合物,所述硅碳硫化钴复合物为硅/碳与硫化钴复合物或硅与硫化钴复合物。/n
【技术特征摘要】
1.一种硅碳硫化钴复合物的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
步骤1、取质量比为0~4:1的炭黑以及硅粉加入无水乙醇中进行球磨,获得均一稳定的悬浊液,之后进行真空干燥,获得炭包裹硅的混合物或者硅粉;
步骤2、将一定量的沉淀剂以及聚合物粘结剂分散至去离子水与乙醇形成的溶剂中,之后加入四水合乙酸钴以及硫脲,形成透明溶液;
步骤3、将上述炭包裹硅的混合物或者硅粉加入上述透明溶液中,搅拌并超声后形成均匀悬浊液;
步骤4、将上述悬浊液置于高压反应釜中进行水热反应,反应完成后冷却后离心,获得沉淀物,将所述沉淀物真空干燥后获得硅/碳或硅与硫化钴复合物前驱体;
步骤5、将所述硅/碳或硅与硫化钴复合物前驱体进行退火,获得硅碳硫化钴复合物,所述硅碳硫化钴复合物为硅/碳与硫化钴复合物或硅与硫化钴复合物。
2.根据权利要求1的所述制备方法,其特征在于,步骤1中硅粉的颗粒大小为200-300目,所述球磨中,球磨粉体与球磨球的质量比为(1-2):50。
3.根据权利要求1或2的所述制备方法,其特征在于,所述硅粉/炭黑混合物与所述四水合乙酸钴的质量比为1:(1.2-4.8)。
4.根据权利要求1的所述制备方法,其特征在于,所述步骤2中,所...
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