一种具有多层次内孔结构的硅碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有多层次内孔结构的硅碳复合材料及其制备方法，复合材料硅基组分由两部分构成具有两种类型的孔，一种孔是通过化学刻蚀步骤形成并最终残留在氧化亚硅纳米线内部的纳米尺寸介孔，另一种是经球磨和烧结过程获得的氧化亚硅纳米线和表面部分氧化的纳米硅粉之间形成的网络化介孔，所形成的两种孔有利于充放电过程缓冲体积膨胀；导电碳包裹得到的二次粒子除了内部多孔能够大幅降低其二次粒子整体的体积膨胀外，导电碳外壳的包裹能够有效避免内部直接与电解质有机物接触，仅允许锂离子嵌入脱出，避免了硅基组分的暴露，从而有效抑制SEI膜的反复生成，从而最终获得优异的负极充放电高容量和稳定性。优异的负极充放电高容量和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多层次内孔结构的硅碳复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于能源
，尤其涉及一种具有多层次内孔结构的硅碳复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]负极是与正极和隔膜以及电解液共同组成锂离子电池核心储能单元的重要组成部分之一。负极的储能性能是决定电池储能性能的关键部件之一。因此，负极所用储能活性组分的储能能力就显得非常重要。目前市场上的负极材料主要以石墨为主，包括天然石墨和人工石墨。由于动力电池等储能技术的不断发展，更高容量的锂离子电池技术发展要求进一步提高正极和负极的容量。目前石墨的实际使用容量已经非常接近其理论容量(372mAh/g)，其发展空间耗尽。因此，合成设计具有更高容量的新型负极材料是近十年来产业界重点研发投入的方向。在众多负极材料中，硅系负极材料已经初步实现了应用。硅具有4200mAh/g的理论容量，其远高于石墨负极，但是硅材料在充放电过程中体积膨胀过大(>300％)，导致负极在循环充放电过程中反复体积膨胀收缩，出现颗粒碎裂粉化和结构松弛，反复的SEI膜生长导致负极总体积不断增大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多层次内孔结构的硅碳复合材料，包括：含硅内部结构，所述内部结构包括：纳米线单元和核壳结构单元；包覆在所述含硅内部结构表面的碳层。2.根据权利要求1所述的具有多层次内孔结构的硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米线单元为氧化亚硅纳米线单元；所述核壳结构单元包括：硅核体；设置在所述硅核体外部的氧化亚硅壳。3.根据权利要求1所述的具有多层次内孔结构的硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米线单元具有纳米孔，所述纳米孔的孔径＜5nm；所述纳米线单元和核壳结构单元之间形成网络化介孔，或所述纳米线单元和纳米线单元之间形成网络化介孔，所述网络化介孔的孔径为2～100nm。4.根据权利要求1所述的具有多层次内孔结构的硅碳复合材料，其特征在于，所述具有多层次内孔结构的硅碳复合材料内部的孔隙率为10～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴巧，芦露华，刘世琦，罗小来，吴子豪，
申请(专利权)人：湖北万润新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：