一种柔性自支撑硅/碳纳米管膜复合电极的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，公开了一种柔性自支撑硅/碳纳米管膜复合电极的制备方法及应用，本发明专利技术利用浮动催化化学气相沉积法制备连续碳纳米管膜的技术基础，将改性后的硅粉浮于水面上，通过滚轴转动过水收集筒状碳纳米管连续体，利用这种状态下碳管连续体超大的表面积、自身的吸附性以及筒状碳纳米管连续体遇水体积急剧收缩的特性，将浮于水面上的硅粉均匀且紧密的包裹于其中，连续收集数小时后，几千层附着了硅的碳管连续体缠绕层叠成具有一定厚度的复合膜，最后辊压得到一种柔性硅‑碳纳米管复合电极膜材料。与现有技术相比，该方法硅负载量高，硅在碳管膜中分布更加均匀，有利于组装成的锂硅电池的比容量、循环性能的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性自支撑硅/碳纳米管膜复合电极的制备方法及应用
本专利技术涉及一类硅碳负极材料，主要涉及一类硅与碳纳米管的复合材料，及其作为锂离子电池负极材料的应用，属于锂离子电池

技术介绍
在现有的二次电池体系中，无论从发展空间，还是从寿命、比能量、工作电压和自放电率等技术指标来看，锂离子电池都是当前最有竞争力的二次电池。随着电子科技的不断发展，对锂离子电池也提出了更高的要求，需要更高的能量密度、更好的循环寿命、更好的高低温充放电性能和安全性能等，这就要求锂离子电池用正极、负极材料需要得到进一步地发展与完善。目前实际应用较多的锂离子电池负极材料是碳材料，如天然石墨、石墨化中间相碳微球等。在非碳负极材料中，硅具有极高的理论比容量，较低的储锂反应电压平台，并且硅在自然界中的分布很广，在地壳中的含量仅次于氧，因此硅基负极材料是一类极具发展前景的新型高能材料。然而，硅的电子电导率和离子电导率较低，导致其电化学反应的动力学性能较差；普通纯硅的循环稳定性较差。而且硅在锂化过程中的相变和体积膨胀会产生较大的应力，致使电极断裂粉化、电阻增大、循环性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性自支撑硅-碳纳米管膜复合电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：/n(1)先对硅粉进行改性，得到浮于液体表面不沉降的改性硅粉；/n(2)称取二茂铁和噻吩，在乙醇中超声混合，得混合液，将混合液吸入注射器中备用；/n(3)将管式炉在氩气氛围下升温至1150～1190℃，通过氢气和氩气混合气体，保持5min以上，用微量注射泵在进气端将混合液以一定注速注入的管式炉中，石英炉管中出现连续筒状碳纳米管连续体，并随气流飘出管口，以电动辊轴收集连续筒状碳纳米管连续体，收集前在辊轴下方的水槽中倒入步骤(1)改性硅粉，使硅粉浮于水面上，收集时碳纳米管连续体粘附硅粉后被辊轴收集，连续收集一段时间后，...

【技术特征摘要】
1.一种柔性自支撑硅-碳纳米管膜复合电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
(1)先对硅粉进行改性，得到浮于液体表面不沉降的改性硅粉；
(2)称取二茂铁和噻吩，在乙醇中超声混合，得混合液，将混合液吸入注射器中备用；
(3)将管式炉在氩气氛围下升温至1150～1190℃，通过氢气和氩气混合气体，保持5min以上，用微量注射泵在进气端将混合液以一定注速注入的管式炉中，石英炉管中出现连续筒状碳纳米管连续体，并随气流飘出管口，以电动辊轴收集连续筒状碳纳米管连续体，收集前在辊轴下方的水槽中倒入步骤(1)改性硅粉，使硅粉浮于水面上，收集时碳纳米管连续体粘附硅粉后被辊轴收集，连续收集一段时间后，得到柔性自支撑硅-碳纳米管复合膜，烘干后使用辊压机压膜，得到柔性复合电极。


2.根据权利要求1所述的柔性自支撑硅-碳纳米管膜复合电极的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，李亚利，宋远强，耿浩，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32