多孔硅碳复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了多孔硅碳复合负极材料及其制备方法。该制备方法包括：(1)将酵母菌放入蔗糖溶液中发酵；(2)向发酵后的混合溶液中加入硅烷化合物和硫酸锌，形成前驱体溶液；(3)对前驱体溶液进行碳化处理，以获得复合材料；(4)对复合材料进行还原处理，以获得多孔硅碳复合负极材料。本发明专利技术所提出的制备方法，以酵母菌作为生物模板剂，并通过发酵可制备出独特多孔结构的硅碳复合负极材料，同时，硅烷化合物碳化后均匀地掺杂在生物模板上，为之后充放电过程中硅材料的膨胀提供缓冲空间，并且酵母菌表面的亲水基团对硅烷化合物有吸附作用，从而使碳化处理后的材料结构稳定性更好。

Porous silicon carbon composite anode material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
多孔硅碳复合负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池材料
，具体的，本专利技术涉及多孔硅碳复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
硅碳负极材料，具有比容量高、材料来源广泛等优点，而成为高比能量密度锂离子电池所用负极材料的首选材料，但是膨胀率高、导电性偏差等制约其广泛应用。现阶段，降低硅材料的膨胀率主要方法有四种：第一种在硅材料表面包覆碳材料，降低复合材料膨胀率；第二种在材料表面造孔，也能降低复合材料的膨胀；第三种采用模板法，并在其表面包覆纳米硅或者硅氧化合物，之后再去除模板，也可以降低复合材料的膨胀率；第四种在纳米硅或硅氧化合物表面额外包覆导电性强的材料，比如石墨烯、碳纳米管等，可以同时降低硅材料的膨胀率及提高导电性。目前，可以将含硅化合物在含有机模板剂的溶液中且碱性条件下催化水解，制备得到包含有机模板剂的多孔二氧化硅，之后对包含有机模板剂的多孔二氧化硅进行抽滤、洗涤、碳化处理后获得二氧化硅/碳复合材料。但是，但制备过程复杂、一致性难以控制、成本高且对环境非常不友好。
技术实现思路
本专利技术是基于专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备多孔硅碳复合负极材料的方法，其特征在于，包括：/n(1)将酵母菌放入蔗糖溶液中发酵；/n(2)向所述发酵后的混合溶液中加入硅烷化合物和硫酸锌，形成前驱体溶液；/n(3)对所述前驱体溶液进行碳化处理，以获得复合材料；/n(4)对所述复合材料进行还原处理，以获得所述多孔硅碳复合负极材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备多孔硅碳复合负极材料的方法，其特征在于，包括：
(1)将酵母菌放入蔗糖溶液中发酵；
(2)向所述发酵后的混合溶液中加入硅烷化合物和硫酸锌，形成前驱体溶液；
(3)对所述前驱体溶液进行碳化处理，以获得复合材料；
(4)对所述复合材料进行还原处理，以获得所述多孔硅碳复合负极材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵的时间为1～12小时。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酵母菌与所述蔗糖的重量比为(2～6):1。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷化合物包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基官能团烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓锋，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32