【技术实现步骤摘要】
一种外包覆多孔硅材料、制备方法及其应用
[0001]本专利技术涉及一种材料及其制备方法，尤其是涉及一种外包覆多孔硅及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]硅基负极材料被认为是最有潜力的下一代锂离子电池负极材料之一，其优势有：使用硅作为锂离子电池负极材料，理论储锂容量可达到4200mAh/g，是传统石墨负极材料电池的10倍以上；同时硅在地球上储量丰富，来源广泛。
[0003]但是硅作为负极材料的缺点也非常明显：首先硅是半导体，导电率差，锂离子脱嵌过程中不可逆程度大，从而降低了其首次库伦效率；其次，硅负极材料在充放电的过程中，会发生巨大的体积膨胀，使得电极材料发生粉碎，严重破坏电极材料的结构以及SEI膜。开发电化学性能良好的硅负极材料，是硅基锂离子电池的热门课题。碳包覆层有助于提升硅基负极材料的性能，提高硅基负极材料的导电性，同时也可以作为保护层阻止硅材料与电解液的直接接触，避免形成厚的固体电解质界面层。硅碳复合材料的方式主要有两种，包覆型和嵌入型。大部分包覆型硅碳复合材料是碳沿硅骨架包覆的方案路线，对碳包覆的程度要...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种外包覆多孔硅材料，其特征为：该材料为碳外包覆多孔硅，形成典型的核壳状结构；材料内部为多孔硅，外部是碳包覆层；外包覆的碳壳不沿多孔硅的孔道结构包覆，将多孔硅颗粒整体包覆在碳壳之中；碳壳与硅之间留有合适的多孔空间，空间的来源是：碳包覆的Mg2Si颗粒在经过氮化反应后，酸洗去除Mg3N2，留下了Si与孔道空间。2.一种外包覆多孔硅的制备方法，包括权利要求1所述的外包覆多孔硅材料，其特征为：包括如下步骤：步骤1，利用商业硅粉和镁粉合成硅化镁；步骤2，利用多巴胺作为碳源包覆硅化镁颗粒作为前驱体；步骤3，将步骤2中的碳包覆硅化镁进行氮化反应处理；步骤4，通过酸溶液的对步骤3氮化后的材料进行酸洗处理，去除氮化镁，得到了所述碳外包覆多孔硅材料。3.根据权利要求2所述的外包覆多孔硅材料制备方法，其特征为：所述步骤1进一步包括如下内容：使用粒径尺寸为1
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10 μm的硅粉，将硅与镁粉以摩尔比1：1.8均匀混合后放入反应容器，然后在氩气保护的管式炉中加热到500
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600 ℃反应4
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6 h后得到硅镁合金。4.根据权利要求2所述的外包覆多孔硅材料制备方法，其特征为：所述步骤2进一步包括如下内容： 将Tris超声分散至去离子水中，通过调配Tris的量将去离子水的pH值调至8.5，随后将Mg2Si粉末加入，在搅拌的条件下加入盐酸多巴胺，在室温下反应1 h，得到聚多巴胺包裹Mg2Si，真空抽滤后冷冻干燥。5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍开富，项奔，高标，佘永年，付继江，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：
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