一种多孔硅基复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种多孔硅基复合材料及其制备方法和应用。该多孔硅基复合材料含有内层、中间层和外层三层结构。其中，内层为硅层，中间层为碳化硅层，外层为碳层。以复合材料的总质量计算，内层的质量分数为20～30％；中间层的质量分数为60～70％；外层的质量分数为10～20％。本发明专利技术通过在硅表面形成60～70％碳化硅层和10～20％碳层去缓解在充放电过程中的硅体积变化问题和提升导电性能。本发明专利技术还提供了上述多孔硅基复合材料的制备方法和应用。了上述多孔硅基复合材料的制备方法和应用。了上述多孔硅基复合材料的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔硅基复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池负极材料
，尤其涉及一种多孔硅基复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，汽车行业是全球温室气体排放的主要领域之一，如何减少汽车行业碳排放是实现碳中和、碳达峰目标中十分重要的一环。在这种背景下，大力推行新能源汽车，进一步推进了人们对新型高能量密度电池的研究。因锂离子电池其具有能量密度高、充放电倍率高和循环寿命长等优点，是目前新能源汽车的主流动力选择。近年来，传统石墨负极(理论比容量：372mAh
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g
‑1)已不能满足锂离子电池能量密度的要求。硅基材料因具有较高的理论比容量(Si:4200mAh
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g
‑1)、脱锂电位低(～0.1V vs Li
+
/Li)、环境友好和储量丰富等优点，有望成为替代商业化石墨的负极材料。
[0003]但目前硅基材料仍然存在两个关键问题限制其商业化应用，其一主要是硅在合金化/去合金化过程中会产生巨大的体积变化(300％～400％)，引起硅材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔硅基复合材料，其特征在于，所述多孔硅基复合材料含有内层、中间层和外层三层结构，所述内层为硅层；所述中间层为碳化硅层；所述外层为碳层；以所述多孔硅基复合材料的总质量计算，所述内层的质量分数为20～30％；所述中间层的质量分数为60～70％；所述外层的质量分数为10～20％。2.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述多孔硅基复合材料的比表面积为300～400m2/g；优选地，所述多孔硅基复合材料的孔径为2～10nm。3.根据权利要求1或2所述的多孔硅基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将硅胶颗粒和碳源加入到有机溶剂中进行球磨，得到混合物；S2.将所述混合物进行第一次煅烧，得到硅胶/碳材料；S3.将所述硅胶/碳材料和镁粉混合进行第二次煅烧，所述第二次煅烧的温度为600～750℃。4.根据权利要求3所述的多孔硅基复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁治英，涂瑞萱，谢旭，刘洋，李由，尹周澜，童汇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：