一种空气气氛铝热还原法制备硅碳复合材料的方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种以葡萄糖为碳前驱体，二氧化硅为硅前驱体制备硅碳复合材料的方法。使用低价且来源广泛的葡萄糖和二氧化硅为前驱体，铝粉为还原剂，无水氯化铝为辅助还原剂，使用空气气氛低温铝热还原技术路线。所制备的硅碳复合材料表现出高的比容量，较好的电极润湿性以及高的导电性。将制备的硅碳复合材料用作锂离子电池电极材料，在LiPF6电解液中表现出优异的电化学性能。在电流密度为2 A/g时具有1546 mAh/g的高比容量，在500次循环后容量保持率为80％。本发明专利技术原料来源广泛，低成本且环保可再生，技术路线步骤简单、所处还原气氛为空气气氛、操作方便、实用性强，为开发高性能的电极材料开发了一种新的绿色环保的技术路线。电极材料开发了一种新的绿色环保的技术路线。

【技术实现步骤摘要】
一种空气气氛铝热还原法制备硅碳复合材料的方法及应用


[0001]本专利技术属于电化学储能领域，具体而言，涉及一种采用空气气氛下低温铝热还原法制备葡萄糖衍生碳源包覆还原硅材料的方法，及其在锂离子电池中的应用。

技术介绍

[0002]能源和环境问题作为人类社会可持续发展中最重要的主题之一。在煤、石油和天然气等不可再生资源的不断枯竭以及环境污染日益严重问题的驱使下，新能源设备的发展得到了广泛关注。人们发现只有将能源及时储存起来，才能更好的方便日后使用。随着移动智能电子设备的不断发展，电化学储能设备的需求量也越来越大。锂离子可充电电池作为一种清洁能源，引起了世界各地的关注。目前，锂离子电池已经应用于许多领域，如航空航天、交通运输、医疗仪器和便携式设备。
[0003]石墨由于其高电导率、良好循环使用寿命和低成本，被商业上采用作为电极负极材料。然而，石墨具有有限的能量密度，难以满足日益增长的需求。硅基材料由于其高理论容量和低工作电位而被认为是最有希望替代石墨阳极的材料之一。硅基负极材料有多种分类形式，若依据硅的存在形式和其储锂机理对其进行分类，一般本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种葡萄糖为碳源包覆的还原硅电极材料，其特征在于，所处还原气氛为空气气氛，所得到的硅碳复合材料为粒径30～50 nm的球形，碳层厚度为5 nm，硅、碳占比分别为10%和86%，氧含量只有4%。2.权利要求1所述的葡萄糖为碳源包覆的还原硅电极材料的制备方法，其特征在于以葡萄糖为碳前驱体，二氧化硅为硅前驱体，在硝酸锂、硝酸钾熔盐环境下进行碳化，再以铝粉为还原剂，无水氯化铝为辅助还原剂在空气气氛下进行还原，最后经过酸洗、水洗得到该电极材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将葡萄糖、硝酸钾、硝酸锂、二氧化硅研磨混合均匀后，在惰性气体保护下于100～300℃下进行预碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳伟，郑皖苏，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：