一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术方法公开了一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料，具有核壳结构，内核为多孔硅材料，外壳为无定型碳层，无定型碳层表面直接生长有碳纳米管，相邻的碳纳米管间相互缠绕形成导电网络。制备方法包括：将表面带有电负性基团的多孔硅、Ni

A porous silicon @ amorphous carbon / carbon nanotube composite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂离子电池负极材料的
，尤其涉及一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池(LIBs)由于具有比容量高、使用寿命长、环保等优点，在日常生活中得到了广泛的应用，如家用电器、电动汽车等。然而，目前使用的石墨负极由于其较低的理论容量的限制，难以满足日益增长的需求。硅(Si)具有极高的理论容量(～4200mAhg-1)、较低的锂化电位和丰富的资源，因此被认为是最有前途的替代物。然而，硅负极的商业化应用还存在一些问题。首先，在嵌入/脱出锂的过程中，硅负极总是会经历较大的体积膨胀，从而导致较差的循环性能。其次，硅负极的整体导电能力比较差，导致了较差的倍率性能。近些年来，研究者们通过各种各样的方法来对硅进行了优化，主要包括对硅本身结构的设计以及与其它材料进行复合。在这之中，受到广泛关注的是硅/碳复合材料的制备，它兼备了二者的优点，具有非常优异的整体性能。在所有的碳类材料中，碳纳米管具有独特的一维管状结构，较高的机械强度，优异的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料，其特征在于：/n具有核壳结构，内核为多孔硅材料，外壳为无定型碳层，所述无定型碳层表面直接生长有碳纳米管，相邻的所述碳纳米管间相互缠绕形成导电网络。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料，其特征在于：
具有核壳结构，内核为多孔硅材料，外壳为无定型碳层，所述无定型碳层表面直接生长有碳纳米管，相邻的所述碳纳米管间相互缠绕形成导电网络。


2.根据权利要求1所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料，其特征在于：
所述多孔硅材料为由纳米级一次颗粒所组成的微米级二次颗粒，所述纳米级一次颗粒的粒径为80～300nm，所述微米级二次颗粒的粒径为12～25μm；
所述无定型碳层的厚度为1～15nm；
所述碳纳米管的直径为2～15nm。


3.一种根据权利要求1或2所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将多孔硅、Ni2+的可溶性盐、弱碱性物质与水混合得到反应液，控制反应液的pH值为弱碱性，反应完全后得到中间产物A；
所述多孔硅表面带有电负性基团；
(2)将步骤(1)制备的中间产物A在含氢气的气氛下进行热处理，经还原后得到中间产物B；
(3)将步骤(2)制备的中间产物B在含碳源气体的气氛下进行化学气相沉积，再经后处理得到所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料。


4.根据权利要求3所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：
所述多孔硅的制备：以Mg2Si为原料，在空气气氛下进行热处理，再经酸洗、固液分离得到。


5.根据权利要求3所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林扬帆，杜宁，张亚光，
申请(专利权)人：浙江锂宸新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33