一种具有核壳结构的二硫化镍/硅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具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料及其制备方法和应用。在该复合材料中，起主要嵌锂活性的纳米硅核密封于由二硫化镍纳米片所组装成的壳之中，且硅核与二硫化镍壳之间存在可控的空间，该空间极大缓解了硅脱嵌锂时的体积膨胀。由纳米片所组成的二硫化镍作为保护壳时，不仅能够作为储锂活性位点而且同时自身能够缓解体积膨胀。二者相互结合共同改善了二硫化镍/硅复合材料作为锂离子负极材料时的循环稳定性以及倍率性能。该复合材料在在充放电电流密度为0.4 A/g时，循环100圈后可逆比容量保持在1948.5 mAh/g；在充放电电流增加到6.4 A/g时，仍然保持1105.1 mAh/g高的可逆比容量。的可逆比容量。的可逆比容量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料及其制备方法和应用
[0001]

[0002]本专利技术涉及锂离子电池
（H01M），具体涉及一种具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0003]为了满足便携式电子设备的小型化发展及电动汽车对大容量高功率化学电源的广泛需求，开发高能量密度、长寿命的锂离子电池无疑是化学电源今后一个重要的发展方向。目前，商业化锂离子电池负极材料仍然以石墨为主，其低的理论容量（372 mAh/g）直接制约着锂离子电池能量密度的提升，因此目前对于可替代商用碳材料的高比容量电极材料的研究与开发已日趋成为新电极材料研究热点。实际上新型非碳储锂负极材料的研究和实用化在国内是比较薄弱的环节，我国锂离子电池的研究和产业化欲达到世界先进水平，开发和应用新型储锂材料将是不可缺少的。
[0004]近年来，由于硅负极材料具有超高的理论比容量（4200 mAh/g），因此国际上对锂离子电池硅负极材料的研究十分活跃，其可逆脱嵌锂的量均远远大于石墨。虽然硅负极材料的容量远高于目前商用的碳材料，但硅负极材料在脱嵌锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将硅粉加入到无水乙醇和去离子水的混合溶液中超声分散，然后依次加入氨水和硅源持续搅拌，将反应产物进行洗涤、干燥得到具有核壳结构的二氧化硅/硅复合材料；S2、将步骤S1得到的具有核壳结构的二氧化硅/硅复合材料分散到去离子水中，然后加入弱碱和镍盐进行搅拌获得混合溶液；S3、将步骤S2所得到的混合溶液移入反应釜中进行水热反应，将所得沉淀物进行清洗、干燥，获得具有核壳结构的硅酸镍盐/二氧化硅/硅复合材料；S4、将步骤S3所得到的具有核壳结构的硅酸镍盐/二氧化硅/硅复合材料分散到去离子水中，然后加入硫源进行搅拌获得混合溶液；S5、将步骤S4所得到的混合溶液移入反应釜中进行水热反应，将所得沉淀物进行清洗、干燥获得具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料。2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中硅粉为纳米硅；所述纳米硅的颗粒尺寸在20
‑
100 nm，所述硅源为正硅酸乙酯或四丙氧基硅烷；所述步骤S2中弱碱为尿素、碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸氢钠、醋酸钠中的一种，镍盐为硝酸镍、硫酸镍、醋酸镍、碳酸镍中的一种；所述步骤S4中的硫源为硫代乙酰胺、硫代硫酸钠、硫化钠中的一种。3.根据权利要求1所述的具有核壳结构的二硫化镍/硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中硅源的用量为0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹金鹏，李强，李延昭，张强，孔冬青，王冠琴，
申请(专利权)人：潍坊科技学院，
类型：发明
国别省市：