一种减少碳排放的多孔硅碳复合材料及其制备制造技术

本发明专利技术涉及新能源电池材料技术领域，特别涉及一种减少碳排放的多孔硅碳复合材料及其制备，所述多孔硅碳复合材料为核壳结构，所述核壳结构为多孔硅复合碳、多孔硅复合石墨烯或多孔硅复合碳凝胶，分别记为：R

【技术实现步骤摘要】
一种减少碳排放的多孔硅碳复合材料及其制备


[0001]本专利技术涉及新能源电池材料
，特别涉及一种减少碳排放的多孔硅碳复合材料及其制备。

技术介绍

[0002]随着能源与环境问题的日益突出，新能源的开发与存储迫在眉睫。锂离子电池(LIB)因其高能量密度、高工作电压、低自放电率和无记忆效应等优点而被广泛的使用在移动电话、笔记本电脑、数码摄像机、照相机等便携式电子产品中。随着LIB向电动汽车、混合动力汽车和电网储能等的发展，寻求高能量密度、高功率和操作安全稳定性高的材料尤为迫切。目前，商业应用最为广泛的材料仍为石墨，理论比容量仅为372mAh
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‑1，嵌锂电位低，易形成“锂枝晶”造成安全隐患，并且溶剂相容性差，易剥离造成容量衰减。硅在各种非碳类负极材料中具有巨大的潜力，吸引了众多研究者的目光。
[0003]硅(Si)具有最高的合金化储锂量，比容量为4200mAh
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‑1，适中的电位平台(～0.5V vs.Li/Li
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)，是最有潜力替代石墨成为下一代LIB负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减少碳排放的多孔硅碳复合材料，其特征在于，所述多孔硅碳复合材料为核壳结构，所述核壳结构为多孔硅复合碳、多孔硅复合石墨烯或多孔硅复合碳凝胶，分别记为：R
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SiO2@C、R
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SiO2@G、R
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SiO2@CN。2.权利要求1所述减少碳排放的多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备多孔硅R
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SiO2S11.将非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂按照摩尔比为1:(1～2)混合溶于HCl溶液中，搅拌至溶液澄清后，边搅拌边加入Na2SiO3溶液，使混合溶液中，Na2SiO3、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、HCl、H2O的摩尔比为1:(0.1～0.15):(0.05～0.08):(12～15):(250～280)；再继续搅拌0.5～1.5h，室温下静置陈化8～12h，将沉淀物分离干燥后，在空气中以1～3℃/min的速率升温至500～580℃，保持3～8h，得到SiO2球；S12.将步骤S11得到的SiO2球与镁粉按照质量比1:1混合研磨，在含5％H2的Ar氛围下，以1～3℃/min的速率升温至600～700℃；然后将煅烧后产物浸泡与盐酸溶液中8～12h；染指在以8～12wt％的HF溶液刻蚀8～15min，清洗，干燥后得到R
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SiO2；S2.制备碳、石墨烯或碳凝胶包裹的R
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SiO2。3.根据权利要求2所述减少碳排放的多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中碳包裹的R
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SiO2的制备包括：将R
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SiO2溶于葡萄糖溶液中，超声分散10～20min；然后在反应釜中以150～200℃温度反应5～8h；将反应之后的沉淀物洗涤、干燥后，在高纯Ar中，以3～6℃/min的速率升温至500～580℃，反应2～4h，冷却即得R
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SiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧珠，罗隽，石太宏，白雪原，陈朋龙，
申请(专利权)人：生态环境部华南环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：