一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池负极材料领域，公开了一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料及其制备方法。所述硅@碳/MXene三元复合材料为硅材料在其表面进行盐酸多巴胺自聚合反应形成聚多巴胺层后，与MXene进行液相混合、交联，通过高温处理得到的三元复合材料。该方法中硅材料表面聚多巴胺的仲胺基可以与MXene表面的羟基进行交联反应，形成共价键或氢键，从而抑制硅材料和MXene的团聚现象，改善硅材料的电化学性能。其中，硅材料的尺寸为20‑500nm，碳包覆层的厚度为3‑10nm，硅与MXene的质量比为(0.5‑4):1。所得硅@碳/MXene三元复合材料的孔容为0.05‑0.3cm

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料领域，尤其涉及一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料及其制备方法
技术介绍
锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池，由于其在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入或脱出，因此被形象地称为“摇椅电池”。锂离子电池具有储存能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、绿色环保等优点，得到了越来越广泛的关注，已被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和航空航天等领域。然而目前商业化的锂离子电池的性能并不能满足人们对于高能量和高功率密度的需求，因此具有高容量的电极材料成为人们的研究热点。与商业石墨负极相比，硅基材料的理论容量高达4200mAhg-1，是石墨材料的10倍以上，因此硅基材料作为锂离子电池负极材料具有较大的潜力。但硅基材料在和锂的反应过程中表现出体积膨胀大和电导率差的弊端，导致其循环稳定性和倍率性能仍不能满足实际应用的需求。将硅与碳材料复合，一方面可以利用碳材料优异的导电性改善硅材料导电性差的问题，另一方面碳材料可以有效缓冲硅在电池充放电过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料，其特征在于，所述硅@碳/MXene三元复合材料具有MXene片层与硅@碳材料相互交替形成的层状三维结构，碳包覆在硅表面形成硅@碳材料，硅@碳材料均一的分散于MXene层间，其中，硅的尺寸为20-500nm，碳包覆层的厚度为3-10nm，复合材料的孔容为0.05-0.3cm

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料，其特征在于，所述硅@碳/MXene三元复合材料具有MXene片层与硅@碳材料相互交替形成的层状三维结构，碳包覆在硅表面形成硅@碳材料，硅@碳材料均一的分散于MXene层间，其中，硅的尺寸为20-500nm，碳包覆层的厚度为3-10nm，复合材料的孔容为0.05-0.3cm3/g，比表面积为60-120m2/g。


2.一种锂离子电池用硅@碳/MXene三元复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将三羟甲基氨基甲烷(C4H11NO3)搅拌分散在去离子水中，配置成浓度为0.01-0.05mol/L的Tris缓冲液；
(2)向Tris缓冲液中加入硅材料，超声10-30min进行分散，随后按照一定质量比加入盐酸多巴胺，室温下搅拌12-24h，在硅材料表面进行盐酸多巴胺的自聚合反应；
(3)将反应后包覆有聚多巴胺的硅材料进行离心收集，随后重新分散在去离子水中，按照一定的质量比加入MXene分散液，搅拌1-2h后，真空抽滤收集产物；
(4)将上述产物在真空烘箱中50-80℃处理6-12h，使聚多巴胺的仲胺基和MXene...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，张鹏，朱奇珍，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11