一种三维硅碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三维硅碳复合材料及其制备方法，所述方法通过将纳米硅、硅纳米线及其石墨烯、无定形碳混合形成三维结构的硅基

【技术实现步骤摘要】
一种三维硅碳复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料制备
，具体提供一种三维硅碳复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是当今国际公认的理想化学能源，具有体积小、电容量大、电压高等优点，被广泛用于移动电话手提电脑等电子产品，日益扩大的电动汽车领域将给锂离子电池带来更大的发展空间。
[0003]锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。
[0004]市场化锂离子电池主要负极材料有人造石墨、天然石墨、硅碳材料、硅氧材料等，其中人造石墨和天然石墨的结构为层状结构，使其在充放电过程中膨胀方向为垂直于层状结构方向，而硅基材料中硅氧、硅碳的膨胀方向为三维方向，因此在硅基材料中硅氧、硅碳的嵌锂过程中会造成硅基材料在竖直和平行于集流体的方向都会膨胀，而硅纳米线的膨胀只能是圆柱方向，膨胀率很小。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维硅碳复合材料制备方法，其特征在于，所述方法通过将纳米硅、硅纳米线及其石墨烯、无定形碳混合形成三维结构的硅基
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碳基结构材料，得到所述三维硅碳复合材料。2.根据权利要求1所述的一种三维硅碳复合材料制备方法，其特征在于，所述方法的实现包括步骤如下：步骤1：将所述纳米硅、硅纳米线、石墨烯、硅烷偶联剂添加到有机碳源中分散均匀后，得到溶液A；将所述溶液A加温加压反应后，过滤、低温冷冻干燥，得到硅基/无定形碳复合体材料；步骤2：所述硅基/无定形碳复合体材料首先通入卤素混合气体，升温，保温，然后改通碳源气体，并再次升温，保温后，在惰性气氛下降温，得到所述三维硅碳复合材料。3.根据权利要求2所述的一种三维硅碳复合材料制备方法，其特征在于，所述纳米硅、硅纳米线、石墨烯、硅烷偶联剂的质量与所述有机碳源体积比为10～50：10～50：1～5：0.5～2：500。4.根据权利要求2所述的一种三维硅碳复合材料制备方法，其特征在于，所述纳米硅的粒度D50为50～500nm，所述硅纳米线长度0.1～1μm。5.根据权利要求2所述的一种三维硅碳复合材料制备方法，其特征在于，所述卤素混合气体为卤素气体与氩气混合气体，体积比为1～10：1，流量为10～100ml/min，所述卤素气体为氯气、氟气或溴气。6.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏红报，苏方征，
申请(专利权)人：青岛新泰和纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：