一种MXene硅碳复合材料、其制备方法、负极和锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种MXene硅碳复合材料，包括SiOx基底材料、包覆在所述SiOx基底材料表面的纳米碳和包覆在所述纳米碳表面的MXene；0.6<x<1.4。本专利创新的采用MXene材料作为包覆层，重构二次结构，利用MXene材料稳定的机械强度，良好的导电性，有效抑制硅碳材料的膨胀，增强其导电性，且MXene材料良好的亲水性使得制备过程更为简单，复合效果更好。本发明专利技术还提供了一种MXene硅碳复合材料的制备方法，本发明专利技术中的制备方法能够减少MXene的回迭失活，且粒径和孔结构特性可调可控，能更有效的匹配于电池负极。

【技术实现步骤摘要】
一种MXene硅碳复合材料、其制备方法、负极和锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种MXene硅碳复合材料、其制备方法、负极和锂离子电池。
技术介绍
随着能源危机问题不断突出，人们对环境的需求也越来越高，锂电池除了在常规数码领域的应用外，在电动汽车和储能等方面的应用也越来越受到关注，成为目前最具前景的发展方向之一。石墨作为目前应用最广泛的负极材料，其实际容量已接近理论值(372mAh/g)。而硅材料理论容量为4200mAh/g，成为目前最具潜力的新一代负极材料。然而，高容量带来的一个严重问题是硅的体积膨胀严重，可达300％，导致材料粉化脱落，并进一步导致电芯失效；同时，体积膨胀还导致硅表面SEI不断破裂并重新生成新的SEI，形成严重的界面问题，同样导致电芯失效。目前针对硅材料主要解决方案有：纳米化，多孔化，氧化物包覆，碳包覆等。纳米硅主要存在比表面大，界面问题严重，且加工性能差。多孔化能解决部分膨胀问题，但结构不稳定，破碎之后导致材料失效，同时，多孔硅本身比表面较大，界面问题严重。氧化物包覆会带来电导率下降以及额外消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MXene硅碳复合材料，包括SiOx基底材料、包覆在所述SiOx基底材料表面的纳米碳和包覆在所述纳米碳表面的MXene；0.6<x<1.4。/n

【技术特征摘要】
1.一种MXene硅碳复合材料，包括SiOx基底材料、包覆在所述SiOx基底材料表面的纳米碳和包覆在所述纳米碳表面的MXene；0.6<x<1.4。


2.根据权利要求1所述的MXene硅碳复合材料，其特征在于，所述SiOx与所述纳米碳的质量比为(80～99)：(20～1)；
所述MXene的质量为所述SiOx质量的5～40％。


3.一种MXene硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将硅碳前驱体溶液和MXene浆料混合，将得到的混合溶液喷雾干燥，得到中间体颗粒；
所述硅碳前驱体溶液包括SiOx、纳米碳源、添加剂和水，0.6<x<1.4，所述添加剂为硬脂酸、吐温、硅烷偶联剂、脂肪酸山梨坦、脂肪酸甘油酯中的一种或几种；
所述MXene浆料包括MXene、分散剂和溶剂；
B)将所述中间体颗粒在惰性气氛或还原性气氛下进行高温煅烧，得到MXene硅碳复合材料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硅碳前驱体溶液按照以下步骤制备得到：
将SiOx、纳米碳源和添加剂在水中混合，得到硅碳溶液；
将所述硅碳溶液进行高能球磨，得到硅碳前驱体溶液。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何畅雷，季晶晶，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波富理电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33