一种具有互贯网络结构的多孔硅/聚苯胺复合负极及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于锂电池中具有互贯网络结构的多孔硅/聚合物复合材料的制备。具体为：以硅铝合金腐蚀的多孔硅为骨架材料，用溶液聚合的方法在多孔硅上原位合成草酸掺杂的聚苯胺，聚苯胺的包覆量为1~30%。经过过滤、干燥得到具有互贯网络结构的纳米多孔硅/聚合物复合的三维导电负极材料。本发明专利技术与现有技术相比，多孔硅/聚合物复合负极材料在1A/g的电流密度下可逆比容量大于500mAh/g，首次库伦效率大于83%，循环1000圈的容量保持率率大于50%，且制备方法操作简单、制备过程安全、适于规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种具有互贯网络结构的多孔硅/聚苯胺复合负极及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料领域，特别涉及到一种具有互贯网络结构的多孔硅/聚苯胺复合负极制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有体积小、能量密度大等特点，在小型化、高能化、便携化的电子电器以及电动汽车中应用广泛。硅具有理论储锂容量高（4200mAh˙g-1）、电压平台略高于石墨等优势，成为满足高能动力型锂离子电池发展的新型负极材料。然而，硅也存在电化学储锂过程中巨大的体积膨胀（大于300%）与本征电导率低等问题，这些问题都会造成电极循环性能的衰减。针对纯硅材料的缺陷，通过将硅纳米化来减小离子传输路径或将硅与其他材料复合以缓冲充放电过程中体积膨胀效应是相对有效解决手段。传统的制备纳米多孔硅的方法有模板法、气相沉积、热还原法、合金腐蚀法等。中国专利（CN103337612A）以及中国专利（CN105609740A）公开了一种利用硅合金腐蚀制备纳米多孔硅碳材料的方法，但是两者分别面临着碳分布不均匀以及循环性能一般的问题。导电聚合物对于缓解硅基材料在循环过程中体积膨胀、提高硅基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂离子电池具有互贯网络结构的多孔硅/聚苯胺复合负极制备方法，其特征在于：以单分散的多孔硅粉体为基底，用溶液聚合的方法使草酸掺杂的聚苯胺在多孔硅材料上原位生长来构建三维互贯网络结构，以缓解硅的体积膨胀，改善其导电、循环性能等。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池具有互贯网络结构的多孔硅/聚苯胺复合负极制备方法，其特征在于：以单分散的多孔硅粉体为基底，用溶液聚合的方法使草酸掺杂的聚苯胺在多孔硅材料上原位生长来构建三维互贯网络结构，以缓解硅的体积膨胀，改善其导电、循环性能等。


2.一种用于锂离子电池中具有互贯网络结构的多孔硅/聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①将草酸、多孔硅、添加剂、苯胺单体按(0.01~4):(0.01~8):(0~0.1):(0.001~2)的质量比混合得到混合物，按照混合物:纯水为(0.00001-0.1)g/mL的比例配置反应液，搅拌0.2~2小时，备用；
②配置引发剂溶液，在0°C~5°C下，将该引发剂溶液加入①中所述反应液中，持续搅拌0.1~2小时后静置反应2~15小时；将反应后混合液抽滤，抽滤产物经纯水、乙醇洗涤至pH为中性，并在60~120°C干燥2~24小时，即可得到具有互贯网络结构的多孔硅/草酸掺杂复合材料。


3.根据权利要求2所述的一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立山，周君，周灵，李嘉琪，潘皓，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43