一种含卤素前驱体硅碳复合负极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种含卤素前驱体硅碳复合负极材料及其制备方法与应用。涉及硅碳材料技术领域。硅碳复合材料，包括以下组分：硅材料；所述硅材料为表面含有硅卤键的纳米硅颗粒；石墨烯，所述石墨烯包覆所述硅材料；所述石墨烯具有褶皱结构。本发明专利技术的硅碳复合材料是一种包覆结构的材料，石墨烯碳层包覆在硅材料的表面，能够提高材料的导电性。当该材料被应用于电池中时，石墨烯碳层的包覆可以抑制硅的体积膨胀，防止硅与电解液的直接接触，减少SEI膜的过度生长，减小由硅的体积变化对电极结构造成的破坏。的破坏。的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种含卤素前驱体硅碳复合负极材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及硅碳材料
，尤其是涉及一种含卤素前驱体硅碳复合负极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]电池作为储能设备与电动汽车的核心，其储能性能以及安全性尤为重要，决定着储能设备与电动汽车的未来发展。因此，开发安全、稳定且长续航的储能电池能有效改变当前基于化石燃料的能源系统。在目前使用的诸多电池中，锂离子电池因为其工作电压高、循环寿命长和环境污染小被认为是最有前途的电池。目前，商业化的锂离子电池负极材料多为石墨，其较低的理论容量已经难以满足现实的需求。在所有锂离子电池备选的负极材料中，硅基负极展示出高理论容量(4200mAh g
‑1)，高丰度和低嵌锂电位，被认为是最有前途的负极材料之一。但是硅基负极的商业应用仍面临较大的阻碍。首先，硅在脱嵌锂的过程中会发生巨大的体积膨胀，这会引起材料的粉化、电极结构的坍塌以及SEI膜的不断生长，从而最终导致电池容量的快速衰减。其次，较低的本征电导率也导致了硅负极较差的倍率性能。
[0003]将硅与碳材料复合是最常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅碳复合材料，其特征在于：包括以下组分：硅材料；所述硅材料为表面含有硅卤键的纳米硅颗粒；石墨烯，所述石墨烯包覆所述硅材料；所述石墨烯具有褶皱结构。2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于：所述硅卤键包括硅氟键、硅氯键、硅溴键和硅碘键中的至少一种。3.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于：所述硅材料和所述石墨烯的质量比为1
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2：0.05
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1.0。4.一种制备如权利要求1至3任一项所述的一种硅碳复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1混合硅材料和氧化石墨烯，经干燥处理，得到包覆结构的硅
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氧化石墨烯；S2将所述包覆结构的硅
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氧化石墨烯置于含卤素气体的混合气体中进行取代反应，得到硅
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卤化石墨烯；S3还原所述硅
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卤化石墨烯，得到硅碳复合材料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤S1中，在混合硅材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐政和，房大维，姜峰，邱伟，李超磊，张洪岩，王晗，
申请(专利权)人：南方科技大学嘉兴研究院，
类型：发明
国别省市：