碳包覆多孔硅负极材料及其制备方法和应用、锂电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，公开了一种碳包覆多孔硅负极材料及其制备方法和应用、锂电池。本发明专利技术的制备方法包括：(1)将含有铝硅合金、有机碳源和表面活性剂的混合物进行保温处理I，得到材料I；(2)将所述材料I与酸溶液进行接触混合，然后进行干燥处理，得到材料II；(3)在保护气体存在下，将所述材料II进行保温处理II，得到所述碳包覆多孔硅负极材料。本发明专利技术提供的方法工艺简单，生产周期短，且成本低廉，易于推广，制备得到的碳包覆多孔硅负极材料应用于锂电池后具有更高的可逆比容量和更好的循环稳定性。好的循环稳定性。好的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
碳包覆多孔硅负极材料及其制备方法和应用、锂电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种碳包覆多孔硅负极材料及其制备方法和应用、锂电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、低自放电、良好的循环性能、无记忆效应等优势，是最具潜力的高效二次电池，也是发展最快的化学储能电源锂电池；目前商用锂离子电池的负极材料主要是石墨，但其理论比容量只有372mA h/g，难以适应目前的实际应用需求。
[0003]硅与石墨负极材料相比具有明显的优势。首先，硅具有所有负极材料中最高的理论比容量4200mA h/g(完全锂化形成Li
22
Si5)；其次，硅负极具有较低的放电电位平台(≈0.1V vs Li+/Li)，而且地壳中硅元素丰度高、化学性质稳定、绿色无毒，这些因素都使硅成为下一代锂电池负极材料的重要研究方向。
[0004]然而硅负极在充放电过程中体积效应明显，容易造成循环过程中硅颗粒破碎，形成不稳定的SEI膜，甚至从集流体上脱落；除此之外，硅电极内锂离子扩散速率较低，而且导电性不佳，这些问题都制约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备碳包覆多孔硅负极材料的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将含有铝硅合金、有机碳源和表面活性剂的混合物进行保温处理I，得到材料I；所述铝硅合金中含有10
‑
40wt％的硅；所述铝硅合金与所述有机碳源和所述表面活性剂的用量重量比为1：0.1
‑
0.6：0.1
‑
0.6；所述保温处理I的条件至少满足：温度为140
‑
200℃；所述有机碳源选自蔗糖、壳聚糖、葡萄糖中的至少一种；(2)将所述材料I与酸溶液进行接触混合，然后进行干燥处理，得到材料II；(3)在保护气体存在下，将所述材料II进行保温处理II，得到所述碳包覆多孔硅负极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述铝硅合金的平均粒径为1
‑
10μm；和/或，所述铝硅合金中含有15
‑
30wt％的硅。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述保温处理I的条件包括：温度为160
‑
180℃，时间为5
‑
12h，升温速率为3
‑
10℃/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈罗甲，陈宝辉，刘晶菊，吕阳，褚君，应道发，陈扩，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：