一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料，是利用非平衡磁控溅射技术，通过调控负、正偏压交替工作，在锂离子电池硅基负极材料表面沉积多层复合碳涂层而得。其中多层复合碳涂层结构包括由基材负极材料向外依次形成的类金刚石过渡层、高导电的类石墨功能层......且类金刚石过渡层Sp3结构的碳含量至少为65 at%，类石墨功能层Sp2结构的碳含量至少为65 at%。本发明专利技术通在锂离子电池硅基负极材料表面沉积多层复合碳涂层，有效抑制了充放电过程中的体积膨胀，提升了硅基负极材料的稳定性，同时类石墨碳薄膜有效提高了负极材料的导电性。以其制备成锂离子半电池后，倍率性能和循环性能有所提高。倍率性能和循环性能有所提高。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池硅基负极材料的制备，具体涉及一种具有高稳定性和导电性锂离子电池硅基负极材料的制备方法，属于复合材料
和电化学


技术介绍

[0002]锂离子电池在电动汽车、微电子设备和微传感器等许多领域的能源存储和利用方面表现出了巨大的应用潜力。目前，商业石墨负极的容量（372 mA h g
‑
1）渐渐无法满足电动汽车市场对长续航能力的需求，亟需发展高容量的锂离子电池负极材料。
[0003]硅具有较大的理论容量（3579 mA h g
‑
1），且成本较低，有望替代石墨作为下一代锂离子电池负极材料。然而，硅基负极材料仍存在许多问题，如本征电导率低；在充放电过程中体积膨胀/收缩大，易形成裂纹，随后电极活性物质粉碎并造成不可逆的容量损失。上述问题严重阻碍了硅基负极材料的商业化。
[0004]CN114497516A公开了一种卵黄
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壳型碳包覆硅复合负极材料及制备方法，首先将硅合金粉和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高稳定性和导电性锂离子电池硅基负极材料，是利用非平衡磁控溅射技术，通过调控负、正偏压交替工作，在锂离子电池硅基负极材料表面沉积多层复合碳涂层，从而得到具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料。2.如权利要求1所述一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：所述复合碳涂层结构由纳米硅粉向外依次为类金刚石过渡层、高导电的类石墨功能层、类金刚石过渡层、高导电的类石墨功能层.....其中，类金刚石过渡层的厚度为2nm，Sp3结构的碳含量至少为65 at%，类石墨功能层的厚度为3nm，Sp2结构的碳含量至少为65at%。3.如权利要求1所述一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料，其特征在于：所述复合碳涂层的厚度为10nm。4.如权利要求1所述一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）将纳米硅粉烘干后置于磁控溅射装置真空镀膜室的旋转工架上，调整靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，王政德，张俊彦，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：