用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料，所述炭硅复合负极材料的炭源为碳纳米管材料、硅源为纳米晶体硅材料，在纳米晶体硅材料的表面上生成碳纳米管材料；所述炭硅复合负极材料的循环300次的比容量为1109‑1145mAh/g，循环300次的容量保持率≥89.65%。本发明专利技术还公开了一种用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料的制备方法。本发明专利技术解决了在炭源与硅源复合成炭硅复合负极材料时，由于炭源与硅源的粒径大小不匹配，导致复合而成的炭硅材料中的炭硅结合力不理想，从而导致无法实现进一步提高锂离子电池的可逆比容量与循环性能的技术问题。

Carbon silicon composite anode material for lithium ion battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料及其制备方法
本专利技术涉及无机非金属材料
，具体为一种用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有比能量大、工作电压高、安全性能好、环境污染小等技术优点，在各种便携式电子设备、电动汽车等方面有着广泛的应用前景。随着对高能电源需求的增长，围绕如何开发高能密度、快速大功率充放电的锂离子电池展开了大量研究。一般来说，锂离子电池的总比容量是由组成电路的各元件共同决定的，而负极材料作为储锂的主体，是提高锂离子电池总比容量、循环寿命、充放电性能等相关参数的关键。硅具有非常高的理论比容量和较低的嵌/脱锂电位，被认为是最具有潜力实现下一代高能量密度锂离子电池的新型负极材料之一。但在充放电过程中，体积过度膨胀粉化导致容量衰减快，成为其作为商业负极材料的最大障碍。而炭材料作为负极材料虽然比容量小，但其结构比较稳定，可以作为硅电极的缓冲基体。因此，结合两者的有益性能有可能制备出具有高容量和优良循环性能的炭硅复合负极材料。专利公告号为CN102709532A的专利技术专利公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料，其特征在于，所述炭硅复合负极材料的炭源为碳纳米管材料、硅源为纳米晶体硅材料，在纳米晶体硅材料的表面上生成碳纳米管材料；/n所述炭硅复合负极材料的循环300次的比容量为1109-1145mAh/g，循环300次的容量保持率≥89.65%。/n

【技术特征摘要】
1.用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料，其特征在于，所述炭硅复合负极材料的炭源为碳纳米管材料、硅源为纳米晶体硅材料，在纳米晶体硅材料的表面上生成碳纳米管材料；
所述炭硅复合负极材料的循环300次的比容量为1109-1145mAh/g，循环300次的容量保持率≥89.65%。


2.根据权利要求1所述的炭硅复合负极材料，其特征在于，所述硅源为粒径20-50nm的纳米晶体硅材料。


3.根据权利要求1所述的炭硅复合负极材料，其特征在于，所述炭硅复合负极材料的循环300次的比容量为1138mAh/g，循环300次的容量保持率≥91.23%。


4.用于制备锂离子电池的炭硅复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将粒径为20-50nm的晶体硅放入质量分数为10-30%的硝酸溶液中酸洗10-30min后，加入到由0.02-0.06mol/L的硝酸银溶液和质量分数为5-10%的氢氟酸组成的沉积银混合溶液中，沉积20-60min，沉积完成后采用去离子水冲洗干净，制备得到沉积银的纳米晶体硅；
S2.将步骤S1中制备的纳米晶体硅加入到由8-10mol/L的氢氟酸、质量分数为5-10%的硝酸溶液和质量分数为15-20%的双氧水组成的腐蚀溶液中，在温度为40-60℃下，腐蚀60-90min后，经去离子水冲洗干净，再采用红外灯进行烘干处理，制备得到纳米多孔硅材料；
S3.将步骤S2中制备的纳米多孔硅材料与聚乙烯醇和超纯水溶液，按照质量比为5-8：3-1：2-1的配比方式，一起置于球磨机中，在500r/min下，球磨3-5h，制备得到硅浆料；
S4.将步骤S3中制备的硅浆料装到铜箔电极集流体上，并置于真空炉内，于80-90℃下，干燥4-5h后，将其放入由质量分数为70%的浓硫酸和质量分数为30%的双氧水按照体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：于蕾，刘晶昱，刘瑾豪，
申请(专利权)人：泽晖新能源材料研究院珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44