微/纳结构硅碳负极材料及制备方法技术

本发明专利技术公开的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备明胶/硅纳米颗粒混合溶液，并加入含有表面活性剂的1

【技术实现步骤摘要】
微/纳结构硅碳负极材料及制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料及新能源材料
，具体涉及一种微/纳结构硅碳负极材料，还涉及一种微/纳结构硅碳负极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其优异的性能在各种消费电子产品和储能领域中广泛应用。目前商业化锂离子电池负极材料的选用以石墨类材料为主，但是石墨类负极材料存在微观结构稳定性较差、倍率性能较差和充放电平台较低放入缺点，而且商用的石墨类负极其容量接近理论值372mAh/g，难以满足日益增长的高能电池需求。
[0003]硅被认为是下一代高能量密度锂离子电池的负极材料，主要归因于其储量丰富和分布广泛、成熟的单质硅制备提纯工艺、嵌锂形成合金对应极高的体积比容量(9786mAh/cm3)和质量比容量(4200mAh/g)以及较低的放电电位(Si平均脱锂电位0.4V vs.Li/Li
+
)。但是Si在充放电过程中存在三大主要问题：(1)体积变化非常大(约300％)，进而导致电极材料粉化脱落；(2)SEI膜持续形成，消耗大量的锂离子；(3)本征载流子浓度很低，导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微/纳结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备明胶/硅纳米颗粒混合溶液，并加入含有表面活性剂的1
‑
十八碳烯混合液中，乳化均质，将油包水乳液在油浴锅中蒸发水分，离心洗涤，真空干燥，最终得到明胶/硅纳米颗粒微球；步骤2，将上述微球分散于明胶溶液中，然后将浆液涂在铜箔上，进行干燥处理；然后在管式炉中氩气环境下热解，得到微/纳结构硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，配置含0.5wt％表面活性剂的1
‑
十八碳烯混合液，在25～35℃，在搅拌频率为3000rpm的条件下均质2min备用；步骤1.2，配制浓度为20～40mg/ml的明胶水溶液，60℃用磁力搅拌器充分搅拌使明胶完全溶解备用；步骤1.3，将硅纳米颗粒加入到步骤1.2配制的明胶水溶液中，60℃超声分散30min，得到明胶/硅纳米颗粒混合溶液；步骤1.4，将步骤1.3中制成的明胶/硅纳米颗粒混合溶液逐滴加入到步骤1.1的混合液中，在25～35℃，在搅拌频率为5000rpm的条件下乳化均质2min；步骤1.5，将步骤1.4制成乳液在95～97℃的油浴锅中蒸发水分，蒸发时间为3～5h，冷却至室温；步骤1.6，将冷却至室温的混合液，在搅拌频率为3000rpm条件下以石油醚为洗涤剂离心洗涤两次，在60℃真空干燥12h，得到明胶/硅纳米颗粒微球。3.根据权利要求2所述的微/纳结构硅碳负极材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娜，冉旭东，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：