一种锂离子电池Sn掺杂Si/C负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池Sn掺杂Si/C负极材料的制备方法，该方法用淀粉酶对淀粉进行酶解造孔，制得多孔淀粉；将含锡化合物用还原剂进行还原制得单质Sn；将Sn和Si同时封装入多孔淀粉，制得锡硅混合物/多孔淀粉复合物；将锡硅混合物/多孔淀粉复合物，经过真空高温碳化，得到锡硅/生物多孔碳复合负极材料。其中锡的掺入，增加了材料的振实密度，锡硅的共同作用还提高了复合材料容量和倍率性能。同时多孔淀粉衍生的多孔碳不仅能缓冲锡硅混合物的体积膨胀，还能促进锂离子和电子的扩散速率。本制备方法原料绿色环保，工艺简单，过程易控、能耗低，属于环境友好型绿色工艺，易于大规模生产和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池Sn掺杂Si/C负极材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料
，具体涉及一种以淀粉为原料一步碳化法获得锂离子电池Sn掺杂Si/C负极材料的方法。
技术介绍
新能源汽车的高速发展，对电池材料的能量密度提出了更高的要求。目前占据主流市场的锂离子电池负极材料主要是石墨类炭负极材料，但其372mAh/g的容量过低，越来越不能满足市场发展的要求。而Sn的理论容量为994mAh/g、Si的理论容量为3580mAh/g，是传统石墨负极的数倍多，也是石墨负极很好的替代品。然而，锡硅材料本身导电性差，膨胀率高造成的容量衰减快，循环性不好，这无疑限制了这种材料的商业化应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种锂离子电池Sn掺杂Si/C负极材料的制备方法，该方法用淀粉酶对淀粉进行酶解造孔，制得多孔淀粉；将含锡化合物用还原剂进行还原制得单质Sn；将Sn和Si同时封装入多孔淀粉，制得锡硅混合物/多孔淀粉复合物；将锡硅混合物/多孔淀粉复合物，经过真空高温碳化，得到锡硅/生物多孔碳复合负极材料。该方法通过锡的掺入增加了材料的振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)将淀粉置于容器中，加入淀粉酶液和pH缓冲液，将容器置于恒温磁力搅拌器上20℃～60℃下进行酶解8～24h后，得到含有多孔淀粉的淀粉乳，对淀粉乳进行过滤、洗涤获得多孔淀粉；/n(2)在20℃～60℃下将多孔淀粉加入去离子水中搅拌混匀制成多淀粉悬浮液。用还原剂将含锡化合物进行还原制得单质Sn，将一定比例Sn和Si放入盛有分散剂的容器中搅拌得到锡硅粉分散液，硅粉分散液加入到淀粉悬浮液中混匀制得镶有Sn、Si的淀粉混合液，混合液蒸发干燥后，即锡硅混合物/多孔淀粉复合物；/n(3)将锡硅混合物/多孔淀粉复合物置于惰性气氛中，真空高...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将淀粉置于容器中，加入淀粉酶液和pH缓冲液，将容器置于恒温磁力搅拌器上20℃～60℃下进行酶解8～24h后，得到含有多孔淀粉的淀粉乳，对淀粉乳进行过滤、洗涤获得多孔淀粉；
(2)在20℃～60℃下将多孔淀粉加入去离子水中搅拌混匀制成多淀粉悬浮液。用还原剂将含锡化合物进行还原制得单质Sn，将一定比例Sn和Si放入盛有分散剂的容器中搅拌得到锡硅粉分散液，硅粉分散液加入到淀粉悬浮液中混匀制得镶有Sn、Si的淀粉混合液，混合液蒸发干燥后，即锡硅混合物/多孔淀粉复合物；
(3)将锡硅混合物/多孔淀粉复合物置于惰性气氛中，真空高温条件下碳化1-12h，待冷却至室温后，即得SnSi/生物多孔碳负极材料。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池碳硅负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)淀粉为小麦粉、玉米粉、马铃薯粉、豆类粉、木薯粉中的一种或几种任意比混合物；淀粉酶液中的淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶、异淀粉酶中的一种或任几种任意比混合物；淀粉与淀粉酶的质量比为100～10:1。


3.根据权利要求1所述的锂离子电池碳硅负极材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚耀春，魏润宏，米如中，梁风，马文会，杨斌，杨桂玲，戴永年，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53