一种中空硅碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空硅碳复合材料及其制备方法，该材料具有中空结构的硅纳米颗粒、SiO

【技术实现步骤摘要】
一种中空硅碳复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池电极领域，具体地说涉及一种中空硅碳复合材料及其制备方法，特别适用于高能量密度锂离子电池的负极材料。

技术介绍

[0002]石墨作为最广泛应用的锂离子电池负极材料，其理论容量仅为372mAh/g，目前商品化石墨最高容量可达360mAh/g，难以突破瓶颈，这导致锂离子电池能量密度无法满足市场对高能量密度的追求。
[0003]硅材料具有已知最高的理论储锂容量高达3580mAh/g，是石墨的近十倍。但是硅脱嵌锂过程体积变化严重，循环性能差。现有技术方案通过纳米化、复合化和结构设计来改善循环性能。
[0004]有文献表明，硅的粒径降低到150nm以下，能明显改善硅材料的体积膨胀效应。工业上制备纳米硅的方法主要有激光刻蚀法、气相沉积法和流化床法(FBR)等，这些方法工艺复杂，设备要求高，且容易造成环境污染。
[0005]复合化主要采用与碳基材料或者非碳基材料进行包覆或者负载。采用碳包覆一方面可以优化硅表面结构，稳定表面SEI膜结构，提升循环性能；另一方面可以提升硅的电导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空硅碳复合材料，其特征在于，由内到外依次包括：具有中空结构的硅纳米颗粒、SiO
x
中间层、以及包覆碳层；其中，所述SiO
x
中间层具有2
‑
50nm的厚度且0＜x＜2，所述包覆碳层具有2
‑
30nm的厚度。2.根据权利要求1所述的一种中空硅碳复合材料，其特征在于：中间层具有2
‑
50nm的厚度，x＝0
‑
2。3.根据权利要求2所述的一种中空硅碳复合材料，其特征在于：所述包覆碳层具有2
‑
20nm的厚度。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种中空硅碳复合材料，其特征在于：所述硅纳米颗粒具有20
‑
500nm的粒径，壁厚为5
‑
100nm。5.一种中空硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：将纳米硅粉和碳源混合并分散在溶剂中；pH为7
‑
9的加压环境下，先在30
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽华，张焱，赵昊，刘桃松，陈冬，陈建，黄震霆，
申请(专利权)人：杭州华宇新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：