一种用作锂离子电池负极材料的纳米片状硅碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用作锂离子电池负极材料的纳米片状硅碳复合材料及其制备方法，是将以硅元素为骨架的笼型倍半硅氧烷作为前驱体，建立基于熔融盐体系的镁热还原反应过程，实现有机硅氧烷的原位转化，从而获得纳米片状硅碳复合材料。本发明专利技术的复合材料具有优异的循环稳定性和储锂容量，且制备过程简单、条件可控、成本较低。本较低。本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种用作锂离子电池负极材料的纳米片状硅碳复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，特别地涉及一种用作锂离子电池负极材料的纳米片状硅碳复合材料的制备方法，属于锂离子电池负极材料的


技术介绍

[0002]硅在室温下可与锂形成Li
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Si4合金，理论容量可达3590mAh g
‑1，具有巨大的嵌锂潜力。但是，硅负极材料嵌锂形成的Li
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Si4相会导致超过300％的体积膨胀，在嵌/脱锂的过程中反复的体积膨胀和收缩会导致颗粒的破碎，而且在电解液中也难以形成稳定的固体电解质界面膜，加剧了硅的腐蚀和容量衰减。此外，硅作为一种半导体，导电性差这一缺陷也限制了纯硅负极材料的实用化。
[0003]20世纪90年代中期，美国空军研究实验室(Air Force Research Lab，AFRL)发展了一种多面体低聚倍半硅氧烷(Silsesquioxane)的纳米结构杂化体系。倍半硅氧烷是以Si—O键相互连接的，化学组成符合经验关系式(RSiO1.5)n的一类有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用作锂离子电池负极材料的纳米片状硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)前驱体粉末制备室温下，称取笼型倍半硅氧烷、碳源和熔融盐置于研钵中研磨均匀，再在球磨机中混料，干燥，获得前驱体粉末；其中，笼型倍半硅氧烷和熔融盐的质量比为0.05～0.1:1，笼型倍半硅氧烷和碳源的质量比为1:0～0.5；(2)高温镁热还原将所述前驱体粉末置于不锈钢烧舟的一端，再在另一端添加镁粉，然后在保护气氛下300～600℃保温反应2～12h，自然冷却至室温；其中笼型倍半硅氧烷与镁粉的质量比为0.25～4：1；(3)洗涤干燥获得复合材料将步骤(2)的反应产物置于烧杯中，加入去离子水和HCl溶液，常温搅拌反应1.5～3h，离心、洗涤、干燥、研磨，即获得用作锂离子电池负极材料的纳米片状硅碳复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述笼型倍半硅氧烷为氢基八面体笼型倍半硅氧烷、乙烯基八面体笼型倍半硅氧烷或苯基八面体笼型倍半硅氧烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述碳源为蔗糖、葡萄糖和柠檬酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小明，杨用三，蔡婷，杨则恒，张卫新，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：