硅基负极材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种硅基负极材料及其制备方法和用途，该硅基负极材料包括：硅基体材料；依次形成于所述硅基体材料表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，所述第一包覆层由MOFs组成，所述MOFs中的中心金属原子为过渡金属，有机配体为有机羧酸；所述第二包覆层由HNTs组成。本发明专利技术通过在硅基体材料表面形成HNTs@MOFs复合包覆层，使得硅基负极材料的结构稳定，在充放电过程中体积膨胀小，导电性好，具有优异的循环稳定性和倍率性能。优异的循环稳定性和倍率性能。优异的循环稳定性和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
硅基负极材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料
，具体涉及一种HNTs@MOFs复合包覆的硅基负极材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]目前商业化的锂离子电池主要以石墨为负极材料，石墨的理论比容量为372mAh/g，而市场上的高端石墨材料已经可达到360
‑
365mAh/g，因此相应的锂离子电池能量密度的提升空间已相当有限。因硅有较高理论比容量(高温4200mAh/g，室温3580mAh/g)、低的脱锂电位(＜0.5V)，且具有环境友好、储量丰富、成本较低等优点，硅基负极材料被认为是下一代高容量锂离子电池负极材料的首选。
[0003]虽然目前硅基负极材料要实现大规模应用还存在一些关键问题：
①
材料的粉化与电极的破坏：在充放电过程中，硅和锂会进行合金化反应，硅的体积会发生100％
‑
300％的膨胀，这种不断收缩膨胀会造成硅负极材料产生裂纹直至粉化，破坏电极材料与集流体的接触性，使得活性材料从极片上脱离，引起电池容量的快速衰减；
②...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基负极材料，其特征在于，包括：硅基体材料；依次形成于所述硅基体材料表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，所述第一包覆层由MOFs组成，所述MOFs中的中心金属原子为过渡金属，有机配体为有机羧酸；所述第二包覆层由HNTs组成。2.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基体材料为氧化亚硅或纳米硅；优选地，以所述硅基负极材料的质量计，所述第一包覆层的质量百分含量为0.5
‑
5％，所述第二包覆层的质量百分含量为0.5
‑
5％。3.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述第二包覆层中的HNTs经过聚合物改性；优选地，所述聚合物选自聚乙炔、聚磷腈、聚丙烯腈、聚硅氧烷、聚乳酸、壳聚糖、聚酰亚胺、聚苯胺、聚醚共聚酰胺、聚多巴胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚偏氟乙烯、聚对苯撑乙烯中的一种。4.如权利要求3所述的硅基负极材料，其特征在于，所述HNTs的改性方法为：提供溶解有所述聚合物的溶液；向所述溶液中加入HNTs，搅拌加热并回流反应，完成HNTs的聚合物改性。5.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述MOFs中，所述过渡金属选自Co
2+
、Zn
2+
、Cu
2+
、Ni
2+
、Pd
2+
、Pt
2+
、Ru
2+
中的一种；所述有机羧酸选自吡啶二羧酸、对苯二甲酸、咪唑、三氮唑、草酸、琥珀酸、均三苯甲酸中的一种。6.如权利要求1或5所述的硅基负极材料，其特征在于，所述MOFs的制备方法为：将结构导向剂滴加入含有有机羧酸的甲醇中，随后将其与含可溶性过渡金属盐的甲醇进行混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋栋，常善伟，林少雄，唐爱菊，陈晨，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：