一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法及其应用，将高分子和去离子水或蒸馏水按一定比例称重，超声波分散后，再采用弱酸将溶液的PH调节至5

【技术实现步骤摘要】
一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池负极材料制备
，具体讲是一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、环境友好的优点，近年来已占据了便携式电子设备的市场，传统的锂离子电池负极材料大多使用传统的石墨材料，但是其理论容量低仅有为372mAh/g，无法满足电动汽车未来发展的需要。因此，为提高碳负极材料的容量通常将之与高容量材料复合，其中，硅材料由于其理论比容量极高(4200mAh/g)、嵌脱锂平台较低、地壳含量丰富、安全性好等优点受到了广泛关注。然而，硅在充放电过程中会表现出严重的体积效应，容易造成硅颗粒粉化和电极内部的导电网络的破坏，最终造成容量的锐减，也因此阻止了硅材料负极的发展。因此，很多人进行了纳米硅粉的包覆。
[0003]但是，现有技术的碳包覆纳米硅复合材料的制备方法，还存在以下不足，直接影响到碳包覆纳米硅复合材料在锂电池负极材料中的应用。如：1、硅的来源有的采用二氧化硅等，其容量相对不高；尤其是硅粉的球形度不高，且包覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将高分子和去离子水或蒸馏水按0.1
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5:100的比例称重，超声波分散30
‑
60min后，再采用弱酸将步骤1)溶液的PH调节至5
‑
6.5，再将已调PH的溶液:CVD法制备出的单质硅的纳米硅粉:表面活性剂按100.1
‑
105:0.01
‑
2:0.01
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0.5称重，再超声波分散60
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120min；2)将步骤1)超声波分散后的原料分散液加热至80
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100℃，升温过程始终搅拌，持续60
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120min；再将搅拌后的原料溶液在室温中继续进行搅拌，直至冷却至室温；再将冷却至室温的原料溶液放入离心管中，用离心机进行离心；洗涤；再将洗涤后的原料溶液加热使其干燥；3)将步骤2)离心后的原料倒入浓度为70％
‑
98％硫酸中碳化定型，再将碳化定型后的原料倒入离心管在离心机上进行离心；洗涤；再将洗涤后的原料加热使其干燥为半成品；4)将步骤3)的半成品在炉内进一步碳化，得到碳包覆纳米硅复合材料成品。2.根据权利要求1所述的一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，升温过程搅拌的转速为80
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300r/min；原料溶液在室温中进行搅拌的转速为80
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300r/min，直到冷却至室温；离心机的转速为4500
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5500r/min，持续时间为10
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20min；将离心后的原料溶液放入不锈钢容器在烘箱内干燥，温度为40
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60℃，时间为2
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5h。3.根据权利要求1所述的一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)和步骤3)中，洗涤为先用去离子水或蒸馏水对原料溶液清洗1
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3次，再用乙醇或甲醇对原料溶液清洗1
‑
3次；采用离心机清洗，离心机的转速为4500
‑
5500r/min，每次清洗的时间为10
‑
20min。4.根据权利要求1所述的一种碳包覆纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中的碳化定型的操作步骤为，将浓度为70％
‑
98％的硫酸倒入玻璃容器中，将步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳，宋财根，高书娟，
申请(专利权)人：宁波广新纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：