一种碳包覆硅复合硅酸盐材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳包覆硅复合硅酸盐材料及其制备方法和应用，材料的制备方法为：将金属硅化合物和碳源加入溶剂中搅拌混匀，超声分散后得到前驱体溶液，前驱体溶液放置到高温反应釜中，经过烧结得到碳包覆硅复合硅酸盐材料。本发明专利技术利用金属硅化合物作为前驱体，实现了硅酸盐在硅颗粒内部合成，可以有效缓解硅的体积膨胀；并且通过碳包覆可显著地增强材料的导电性，增加库伦效率。本制备方法简单，对环境无污染，适合工业化大规模生产。本发明专利技术还公开了所述碳包覆硅复合硅酸盐材料在锂离子电池中的应用，其可作为锂离子电池的负极材料，从而在电池电极、超级电容器及后端新能源电动汽车领域中具有广阔的应用前景。

A carbon coated silicon composite silicate material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种碳包覆硅复合硅酸盐材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种碳包覆硅复合硅酸盐材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池因其具有工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小等突出优点而成为移动电话、笔记本电脑、汽车等的理想电源。为了满足使用要求，高容量、长寿命锂离子电池成为锂离子电池发展的一个重要研究方向。随着新能源电动汽车的发展以及国家政策的推动，市场对高能量密度锂离子电池的需求也日益增加。传统石墨作为锂电池负极，对其的研发已接近其理论比容量372mAh/g，很难满足未来需求。因此寻找替代碳的高容量负极材料成为一个重要的研究方向。相比于传统石墨在嵌入锂之后形成LiC6插层化合物，硅作为负极材料,通常与锂合金化形成Li22Si5金属间化合物，其理论比容量达3572mAh/g。但硅作为锂离子电池负极材料也有缺点：硅材料在脱嵌锂离子的过程中，会使材料体积发生300％以上的膨胀与收缩，重复破坏和生成新的SEI膜；产生的机械作用力会使材料逐渐粉化，造成结构坍塌，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳包覆硅复合硅酸盐材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤 ：将金属硅化合物和碳源加入溶剂中搅拌混匀，超声分散后得到前驱体溶液，将前驱体溶液放置到高温反应釜中，在惰性气体氛围下，烧结得到碳包覆硅复合硅酸盐材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆硅复合硅酸盐材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将金属硅化合物和碳源加入溶剂中搅拌混匀，超声分散后得到前驱体溶液，将前驱体溶液放置到高温反应釜中，在惰性气体氛围下，烧结得到碳包覆硅复合硅酸盐材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属硅化合物为硅化铝、硅化镁、硅化铁或硅化铜中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳源为柠檬酸、葡萄糖、纤维素、蔗糖、糖、糖聚合物、多糖、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚乙烯基吡啶、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属硅化合物中硅元素的含量与碳源中的碳元素的含量的质量比为1：2-50。

【专利技术属性】
技术研发人员：辛昱，林少雄，许家齐，王辉，辛利君，丁楚雄，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34