改性硅碳材料及其制备方法、应用技术

技术编号:24502400 阅读:52 留言:0更新日期:2020-06-13 05:45
本申请公开了一种改性硅碳材料,包括硅碳主体、氟化碳保护层,所述氟化碳保护层包覆在所述硅碳主体的表面;所述氟化碳保护层选自具有如式Ⅰ所示化学式的化合物中的至少一种。本申请提供的改性材料具有稳定的库伦效率和超长的循环寿命,同时具有较高的容量保持率。

Modified silicon carbon material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
改性硅碳材料及其制备方法、应用
本申请涉及一种改性硅碳材料及其制备方法、应用,属于锂电池材料

技术介绍
锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、自放电量小、体无记忆效应等优势,给储能领域带来了革命性的变化,被广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车中。但是,随着市场对高能量密度锂离子电池需求的增加,要求锂离子电池负极材料具有更高的质量和体积能量密度。目前市场化的负极材料以石墨类(理论容量372mAh/g)为主,但是其实际比容量已接近理论容量,难以有大幅度提高,从而限制负极材料的能量密度的提高。硅碳负极材料是近几年发展起来的一种新型负极材料,其具有比容量高、价格低、来源广泛等优点,有望将来取代目前所用的石墨类负极材料。但是其纯硅材料在电池充放电过程中存在巨大的体积变化及其导电率差,这种巨大的体积变化导致制备的极片粉化、脱落,造成电极活性物质与集流体的分离,从而严重影响了电池的循环性能和倍率性能。
技术实现思路
根据本申请的一个方面,提供了一种改性硅碳材料,具有稳定的库伦效率和超长的循环寿命,同时具有较高的容量保持率。...

【技术保护点】
1.一种改性硅碳材料,其特征在于,包括硅碳主体、氟化碳保护层;/n其中,所述氟化碳保护层包覆在所述硅碳主体的表面;/n所述氟化碳保护层选自具有如式I所示化学式的化合物中的至少一种:/nCF

【技术特征摘要】
1.一种改性硅碳材料,其特征在于,包括硅碳主体、氟化碳保护层;
其中,所述氟化碳保护层包覆在所述硅碳主体的表面;
所述氟化碳保护层选自具有如式I所示化学式的化合物中的至少一种:
CFx式Ⅰ
其中,0<x<4。


2.根据权利要求1所述的改性硅碳材料,其特征在于,所述改性硅碳材料呈颗粒状,粒径为0.1~20微米。


3.根据权利要求1所述的改性硅碳材料,其特征在于,所述硅碳主体和所述氟化碳保护层的质量比为1:0.01~0.2。


4.根据权利要求1所述的改性硅碳材料,其特征在于,硅元素在所述改性硅碳材料中的重量百分含量为5~25%。


5.权利要求1至4任一项所述的改性硅碳材料的制备方法,其特征在于,包括
将硅碳前驱体与氟源进行复合,获得所述改性硅碳材料。


6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述硅碳前驱体由含有硅源和碳源的悬浮液通过干燥制备得到;
优选地,所述氟源选自氟化物I、氟化物II、氟化物III中的一种;
其中,所述氟化物I为氟化碳材料;
所述氟化物II作为功能性添加材料与所述硅碳前驱体复合作为电池负极;
所述氟化物III为电池中电解液添加剂;
优选地,氟化物I选自选自氟化石墨烯、氟化碳纳米管、氟化富勒烯、氟化乙炔黑、氟化科琴黑、氟化碳纤维、氟化碳布、氟化碳纸中的至少一种;
优选地,所述氟化物II选自氟化锂、氟化铝、氟化钠、氟化镍、氟化铯、氟化钾、氟化硼、氟化银、氟化铟、氟化锌、氟化铵、氟化铜、氟化钙、氟化砷、氟化钛、双(氟磺酰)亚胺锂、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种;
优选地,氟化物III选自双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂、氟代碳酸乙烯酯、六氟磷酸锂、氟化双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、全氟聚醚、四丁基氟化铵中的至少一种;
优选地,所述碳源选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、碳米管、石墨烯、碳纤维、葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、沥青、聚苯烯腈、聚苯胺、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘孟王木钦任重民王德宇
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
类型:发明
国别省市:浙江;33

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