具有蛋黄-蛋壳结构的多孔非晶硅/聚吡咯钠离子电池负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有蛋黄

【技术实现步骤摘要】
具有蛋黄
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蛋壳结构的多孔非晶硅/聚吡咯钠离子电池负极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种钠离子电池负极材料的制备方法，属于钠离子电池领域。

技术介绍

[0002]锂离子电池的发展对人类的生产和生活意义非凡，这种重量轻、可再充电且功能强大的电池，如今被广泛用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。它还可储存大量来自太阳能和风能的能源，使一个“无化石燃料的社会”成为可能。相比于锂，钠元素遍布地壳任何地方，在海洋中含量也丰富。此外，钠元素在周期表中是第二轻和小的碱金属，有着与锂极其相似的物理和化学性质。随着储能需求提升，昂贵的锂离子电池成本使人们向更低廉的钠离子电池方向发展。硅是非金属，在地壳中的丰度是第二高，环境友好，目前已成功应用在了商品化锂离子电池中。第一原理计算证实晶体硅储钠能力微乎其微，但非晶硅能够和钠形成合金，1个硅原子可以接纳0.76个钠原子，对应的理论容量高达725mAh g
‑1。鉴于在锂离子电池负极上取得的成功和在钠离子电池负极上拥有的优点，非晶硅应该在钠离子电池领域有一席之地。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有蛋黄
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蛋壳结构的多孔非晶硅/聚吡咯钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、二氧化硅的制备：使用改进的法，在含有模板的水或醇/水溶液中，以氨水作催化剂，正硅酸乙酯作为硅源，通过溶胶
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凝胶水解方法，得到的白色絮状物，然后用乙醇洗涤、离心后分散在去离子水中进行孵化，得到的产物用乙醇洗涤、离心后分散在含有浓度不低于1mol/L盐酸乙醇溶液中除掉模板，最后离心、烘干，得到二氧化硅粉末；步骤二、多孔非晶硅的制备：在手套箱中，将细小的钠块和在所述步骤一中所得二氧化硅粉末作为反应物混合于玻璃管中，然后将玻璃管真空封口后置于马弗炉中，粉末进行高温还原反应，结束后开启玻璃管，将所得产物收集后浸泡在乙醇中，除掉微量的金属钠残余物，再浸泡在浓度不高于1mol/L盐酸水溶液，除掉过氧化钠，最后离心、真空烘干后，得到多孔非晶硅；步骤三、核壳结构的多孔非晶硅@氧化铝的制备：采用原子层沉积方法，以三甲基铝为铝源，水为氧化源，将在所述步骤二中所得多孔非晶硅表面以/圈的速率沉积氧化铝，得到核壳结构的多孔非晶硅@氧化铝；步骤四、多孔非晶硅@氧化铝@聚吡咯的制备：将在所述步骤三中所得多孔非晶硅@氧化铝通过超声分散在聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌12
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36h，然后离心除掉多余的聚乙烯吡咯烷酮，再超声分散在去离子水中，先加入吡咯单体搅拌2
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6h，然后在0℃下缓慢加入三氯化铁水溶液，搅拌12～36h，再离心除掉多余的三氯化铁，最后离心、真空烘干后，得到多孔非晶硅@氧化铝@聚吡咯；步骤五、蛋黄
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蛋壳结构的多孔非晶硅/聚吡咯的制备：将在所述步四中所得多孔非晶硅@氧化铝@聚吡咯置于浓度不低于1mol/L盐酸水溶液进行刻蚀，除掉氧化铝模板，得到具有蛋黄
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蛋壳结构的多孔非晶硅/聚吡咯复合材料，作为钠离子电池负极材料使用。2.根据权利要求1所述具有蛋黄
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蛋壳结构的多孔非晶硅/聚吡咯钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述模板与正硅酸乙酯的质量比为(0.1～0.5):1；采用浓度质量百分比为25
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28％的氨水与正硅酸乙酯的体积比为(1～10):1；醇与水的体积比为(0.5～10):1；溶胶

【专利技术属性】
技术研发人员：杜飞虎，汤云成，刘红，路晓萌，李尚奇，王勇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：