一种硅碳复合材料及其制备方法技术

一种硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、催化剂、过渡金属离子溶于醇溶液中，搅拌得到溶液A；(2)调配醇水混合溶液B；(3)将溶液A加入溶液B，搅拌得到乳浊液C，静置离心得到固态物，清洗干燥，高温煅烧，得到粉末D；(4)将粉末D高温还原，冷却洗涤，气相沉积包覆碳，得到硅碳复合材料。所述硅碳复合材料以硅碳材料为基体，基体中的硅材料和碳材料均匀分布，在基体材料中掺杂过渡金属离子，基体外包覆有碳包覆层。本发明专利技术采用液态硅源和液态碳源充分混合后还原烧结，得到硅碳均匀分布的复合负极材料；同时采用过渡金属离子对基体材料进行掺杂，提升材料的导电性和循环稳定性。材料的导电性和循环稳定性。材料的导电性和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种硅碳复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为目前最具应用前景的电化学储能设备受到广泛的关注。负极材料是电池中的重要组成部分，是提升电池性能的重要材料之一。相较于目前广泛使用的石墨类负极材料，硅材料具有高理论容量(其理论容量可达到4200mAh/g)，约为碳质材料的十倍，且储量丰富，具有较低的嵌锂电位(Si平均脱锂电位0.4V vs.Li/Li
+
)。
[0003]硅材料在脱嵌锂的过程中会面临巨大的体积变化(>300％)，导致Si颗粒破裂，结构坍塌，活性物质从集流体上脱落，从而严重影响到电池的循环性能；另外硅材料的导电性较差，存在较大的不可逆容量损失。目前主要采用纳米硅或者氧化亚硅来进行改性，能够有效提升硅基材料的循环性能。纳米尺寸设计能明显减缓膨胀导致的材料破碎，但比表面积大极易发生团聚；此外，出于改善导电性的目的通常会添加入碳材料，但是，由于表面亲和性较差、尺寸不一致的问题，纳米硅与碳材料常常无法均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、催化剂、过渡金属离子溶于醇溶液中，搅拌得到溶液A；(2)调配醇水混合溶液B；(3)将溶液A加入溶液B，搅拌得到乳浊液C，将乳浊液C静置离心得到固态物，清洗干燥，高温煅烧，得到粉末D；(4)将粉末D高温还原，冷却洗涤，气相沉积法包覆碳，得到硅碳复合材料。2.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述正硅酸乙酯和十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为10:1
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1:1。3.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中加入乙酸锂，所述乙酸锂和正硅酸乙酯的摩尔比为1:1
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1:2。4.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化剂为草酸，所述醇溶液为无水乙醇溶液，所述过渡金属离子为锰和/或钛。5.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述醇水混合溶液为浓氨水、乙醇溶液与去离子水，体积比为1:1:0.5
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1:3:5。6.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐唯佳，杨乐之，涂飞跃，封青阁，刘云峰，陈涛，覃事彪，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：