【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝掺杂硅/双碳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
,特别是涉及一种高比能锂电池用硅碳复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
目前,锂离子电池广泛应用于医疗、航天、国防、信息及交通等领域。随着全球范围对能源需求量的加大和环保需要促进了高能量密度和长循环使用寿命锂离子电池储能材料的研究和发展。传统的以石墨为负极的锂离子电池能量密度低(石墨理论放电比容量仅为372mAh/g),安全性能低将逐步被淘汰(JournalofPowerSources,2013,236:118-125)。硅作为锂离子电池负极材料其理论容量高达4200mAh/g,在高能量密度锂离子电池的研究应用方面得到了广泛关注。但是硅负极在锂离子脱嵌过程中会发生严重的体积收缩和膨胀现象(体积变化可高达300%),在材料内部产生的很大内应力,从而导致材料结构破坏和粉化脱落,降低了电极的导电性和循环稳定性。为了克服以上缺陷,大多数研究倾向于制备纳米多孔硅并将其与碳材料如石墨烯、碳纳米管、碳纤维等进行复合制备硅碳复合负极材料,从而提高导电性和缓冲体积效应来达到提高循环稳定性的目的(ElectrochimicaActa,2015,178:65-73;NanoEnergy,2015,11:490-499)。但是纳米硅和多孔硅制备工艺繁琐,成本高,不易大规模工业化应用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术以微米硅为原材料,采用球磨结合高温热解技术制备一种氧化铝掺杂制备硅/双碳复合负极材料,其中的双碳包括石墨 ...
【技术保护点】
1.一种氧化铝掺杂硅/双碳复合负极材料的制备方法,其具体步骤为:将硅粉、石墨粉按照1/0.5~10质量比混合均匀、根据二者总质量加入5~30%有机聚合物、2~20%铝化合物在溶剂中球磨10~72小时。除去溶剂,干燥,将所得物料在空气中200~300摄氏度热处理0.5~5小时,水洗后干燥,然后在惰性气氛下500~800摄氏度反应1~10小时,冷却至室温后得到氧化铝掺杂硅/双碳(石墨及聚合物热解炭)复合负极材料,氧化铝为铝化合物的分解产物。/n
【技术特征摘要】
1.一种氧化铝掺杂硅/双碳复合负极材料的制备方法,其具体步骤为:将硅粉、石墨粉按照1/0.5~10质量比混合均匀、根据二者总质量加入5~30%有机聚合物、2~20%铝化合物在溶剂中球磨10~72小时。除去溶剂,干燥,将所得物料在空气中200~300摄氏度热处理0.5~5小时,水洗后干燥,然后在惰性气氛下500~800摄氏度反应1~10小时,冷却至室温后得到氧化铝掺杂硅/双碳(石墨及聚合物热解炭)复合负极材料,氧化铝为铝化合物的分解产物。
2.根据权利要求1所述一种氧化铝掺杂硅/双碳复合负极材料的制备方法,其特征在于所述硅粉为纳米硅、微米硅中一种或两种。
3.根据权利要求1所述一种氧化铝掺杂硅/双碳复合负极材料的制备方法,其特征在于所述有机聚合物为沥青、聚乙烯醇、聚...
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