一种一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料及其制备方法，涉及锂离子电池领域，硅碳负极材料的核为硅单质，核表面包覆有一氧化硅层，一氧化硅层表面包覆有碳层；制备方法包括将微米硅粉放入球磨罐中，在惰性气体的保护下进行球磨，得到细化硅粉，然后置于加热炉中，空气下升温，使表面氧化为二氧化硅；往加热炉中通入惰性气体，在不高于1300℃的温度下保温，得到一氧化硅包覆硅，再在其表面包覆碳层得到硅碳负极材料。本发明专利技术通过采用微米硅颗粒表面原位氧化，形成核壳结构的硅@二氧化硅，在歧化反应过程中氧原子易在颗粒内部迁移，从而大幅降低反应温度和提升反应效率，缩短反应时间，简化工艺过程，大幅降低成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是目前最普遍的商品化电源。现阶段市售的锂离子电池75％以上均采用石墨为负极，其循环性能和安全性较好。但其理论比容量仅为372mAh/g，这难以满足新能源汽车长续航旅程的发展需求。
[0003]近年来，硅基负极材料引起了研究者们极大的兴趣，其理论比容量可以达到4200mAh/g，其作为负极材料具有极高的储锂容量和较低的放电电压平台。虽然硅基电极具有成本低以及理论比容量高等优点，但是其仍然存在以下缺点：硅基电极在锂化时会有大的体积膨胀，最大体积膨胀可达400％，这种结构上的膨胀破坏了电极结构的稳定性，导致电极结构坍塌和电极材料的剥落，造成电极电化学性能的迅速衰退。
[0004]目前，通常改进硅负极的方法包括：纳米化、碳包覆、合金化、和石墨等材料进行复合等，从而可提升硅负极的循环稳定性。经过对现有技术的检索发现，CN202210959769.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料，其特征在于，所述一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料的核为硅单质，所述核表面包覆有一氧化硅层，所述一氧化硅层表面包覆有碳层。2.一种如权利要求1所述的一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将微米硅粉放入球磨罐中，在惰性气体的保护下进行球磨，得到亚微米级的细化硅粉；步骤2、将所述细化硅粉置于加热炉中，空气气氛下升温，使所述细化硅粉表面氧化为二氧化硅；步骤3、往所述加热炉中通入惰性气体，在不高于1300℃的温度下保温一段时间，得到一氧化硅包覆硅核壳结构物质；步骤4、在所述一氧化硅包覆硅核壳结构物质表面包覆所述碳层，得到所述一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料。3.如权利要求2所述的一氧化硅/碳包覆硅核壳结构硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤4包括以下步骤：步骤4.1、将所述一氧化硅包覆硅核壳结构物质加入水中，所述一氧化硅包覆硅核壳结构物质加与所述水的质量比为1:2，加入碳源，搅拌均匀后，加热干燥成粉，得到一氧化硅包覆硅核壳结构物质与碳源的混合物；步骤4.2、将所述混合物置于加热炉中，在惰性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚非，徐阳，胡南滔，张耀中，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：