一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法，属于二次资源利用的技术领域。该方法是以光伏产业晶体硅切割废硅粉为硅源，柔性碳纤维布为基底，通过高温快速电致热冲击过程在基底上原位生长硅纳米线。所述的制备方法包括以下步骤：(1)将微米级的切割废硅粉制成均匀分散的悬浊液；(2)将柔性碳布浸泡在步骤(1)的悬浊液中；(3)取出碳布在干燥设备中进行处理；(4)将负载废硅粉的碳布进行电致热冲击在柔性碳布基底上原位生长硅纳米线。将获得的生长硅纳米线的碳布作为自支撑电极材料用于锂离子电池负极时，具有高容量和优异的循环稳定性。本发明专利技术以切割废硅粉为原料、碳布为基底制备硅纳米线高负载的柔性自支撑电极材料，解决传统金属为集流体生长硅纳米线时低负载、纯度低的问题，并且发明专利技术的制备过程短程、绿色、成本低，用于制备高能量密度锂离子电池负极材料具有广阔的前景。电池负极材料具有广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，公开了一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电动汽车、电子及储能领域的快速发展对高能量密度锂离子电池的要求越来越高。正负极活性材料比容量是决定锂离子电池能量密度的重要因素。传统石墨负极的应用已经接近其理论容量，但仍难以满足高能量密度电池体系对负极材料的需求。硅因其高的理论比容量(3579mAh/g)、合适的嵌锂电位以及地球丰度，被认为是最具前景的下一代高能量密度锂离子电池负极材料。但目前硅材料的应用面临着两个主要的问题，一是嵌脱锂过程巨大的体积变化(～300％)；二是低的电导性。为克服上述两个棘手的问题，硅基复合材料被引入，尤其是硅纳米线基复合结构。因其：(1)硅纳米线能够提供快速的电子和离子传递途径；(2)小直径的硅纳米线能够适应较大的体积变化；(3)相邻硅纳米线构造的空隙空间，允许电解质快速渗透和储存；(4)硅纳米线具有高的比体积，可以提供较高的材料利用率[C.K.Chan,H.Peng,G.Liu,et al.Hig本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将干燥的切割废硅粉按一定固液比分散于溶剂中，形成悬浊液A；(2)将一定尺寸的碳布置于悬浊液A中并搅拌，使废硅粉均匀的负载于碳布上，取出样品干燥待用；(3)将步骤(2)获得的负载了废硅粉的碳布进行电致热冲击，使硅纳米线在碳纤维上原位生长，制备硅纳米线基柔性自支撑电极材料。2.如权利要求1所述的一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所用的切割废硅粉为光伏产业晶体硅切割过程产生的废硅泥经过干燥获得，为片状微米级粉末，纯度大于98.5％。3.如权利要求1所述的一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的固液比为0.1％～50％。4.如权利要求1所述的一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的溶剂为下述的一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志，陆继军，刘俊昊，钱国余，公旭中，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：