一种锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，属于锂离子电池负极技术领域。本发明专利技术将硅料破碎细磨得到硅粉，采用去离子水或酸溶液清洗，固液分离，固体烘干得到预处理硅粉；将预处理硅粉加入到含催化金属盐的氢氟酸

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，属于锂离子电池负极


技术介绍

[0002]在当前的锂离子电池材料体系中，传统石墨负极低的理论比容量(372mAh/g)导致锂电池能量密度的提升方面出现明显瓶颈，硅材料凭借其理论比容量高、工作电压适中、资源储量丰富、安全性高等优势被认为是下一代高比容锂电负极的优选材料。然而，在充放电过程中硅材料会产生巨大体积膨胀以及易与电解液发生副反应形成不稳定SEI膜，导致硅负极的电化学性能下降和容量衰减。此外，硅材料还存在导电性低的问题。由于这些问题，致使硅基材料作为锂电负极时容量损失快、初始库仑效率低、电化学性能差。研究人员发现，通过将硅材料进行多孔化设计、复合化处理可以有效解决硅负极材料的体积膨胀和导电性差问题。多孔硅作为一种独特的结构，其内部的空隙空间为硅负极的体积膨胀提供了额外的空间并有效地释放了体积变化引起的应力和应变，有助于在不发生粉化的情况下保持电极结构的稳定性。通过往硅基材料中引入碳或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)将硅料破碎细磨得到硅粉，采用去离子水或/和酸溶液清洗，固液分离，固体烘干得到预处理硅粉；(2)将预处理硅粉加入到含催化金属盐的氢氟酸
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醇类混合溶液中，沉积催化金属纳米颗粒，再加入氧化剂进行金属辅助化学刻蚀以在硅粉上引入多孔结构并嵌入催化金属纳米颗粒，固液分离，固体干燥得到多孔硅/催化金属复合材料；(3)将多孔硅/催化金属复合材料置于CVD炉中，抽真空或通入保护气体驱净炉腔内空气，再打开沉积气体
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载气进气阀门进行化学气相沉积碳，空冷至室温，得到多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料。2.根据权利要求1所述锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)硅料为高纯硅、工业硅或再生硅料，硅粉粒径为0.01～10μm。3.根据权利要求1所述锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)酸溶液浓度0.1～10mol/L。4.根据权利要求1或3所述锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，其特征在于：酸溶液为HCl、H2SO4、HNO3、HF、醋酸中的一种或多种。5.根据权利要求1所述锂离子电池多孔硅/金属/碳纳米材料复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)催化金属盐为Co(NO3)2、CoSO4、AgNO3、Fe(NO3)3、NiSO4、Ni(NO3)2、C2H2NiO4、Cu(NO3)2、CuCl2或...

【专利技术属性】
技术研发人员：席风硕，李绍元，马文会，魏奎先，万小涵，陈正杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：