锂离子电池用新型复合材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池用新型复合材料及制备方法和应用。锂离子电池用新型复合材料为：孔隙内部沉积有硅纳米颗粒以及含硅氧气体和一种或多种含C、N、B、P任一元素的气态化合物分解沉积的产物的球形多孔隙硬碳材料，所述产物中包括SiOx颗粒；x的范围为0～1.5，通过熔盐电解控制x的值；其中，所述多孔隙硬碳材料由硬碳基体通过水热法制备后再进行碳化得到。硬碳基体通过水热法制备后再进行碳化得到。硬碳基体通过水热法制备后再进行碳化得到。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用新型复合材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种锂离子电池用新型复合材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]硅(Si)被广泛认为是用于下一代高能量密度锂离子电池(LIB)的最有吸引力的候选负极材料，因为它具有较高的理论锂存储容量、相对较低的锂化电压以及资源丰富等优点。因此，已经付出了巨大的努力来提高其电化学性能。虽然该领域已经取得了一些进展，但许多严峻的挑战尚未解决，例如循环过程中硅的体积变化大、本征电子电导率低和倍率容量差。
[0003]目前而言，将硅与碳材料结合可以有效改善硅的体积效应，并且还增加了该复合材料的导电性，提高其电化学性能。专利CN202010148266.6中，将氧化亚硅、碳源以及氮源在水中进行混合，搅拌加热蒸干后再进行高温煅烧，得到硅碳负极材料。然而该方法通过物理混合，难以很好地分散在碳材料中，因此难以发挥硅碳材料的优势。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种锂离子电池用新型复合材料及其制备方法和应用。与现有技术相比，该复合材料中纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用新型复合材料，其特征在于，所述锂离子电池用新型复合材料为：孔隙内部沉积有硅纳米颗粒以及含硅氧气体和一种或多种含C、N、B、P任一元素的气态化合物分解沉积的产物的球形多孔隙硬碳材料；所述产物中包括SiOx颗粒；x的范围为0～1.5，通过熔盐电解控制x的值；其中，所述多孔隙硬碳材料由硬碳基体通过水热法制备后再进行碳化得到。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中硅含量占比为1wt％～70wt％。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料的颗粒尺寸范围为1um～100um，孔隙的平均孔径在0.1nm～20nm。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述球形多孔隙硬碳材料的硬碳基体为葡萄糖、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉聚偏氟乙烯、酚醛环氧树脂或聚氯乙烯中的一种或几种组合；所述含硅氧气体为硅氧烷化合物，包括：三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷以及四乙氧基硅烷中的一种或多种的组合；所述含C元素的气态化合物包括：乙炔、甲烷、丙烯、乙烯、丙烷以及气态乙醇中的一种或多种；所述含N元素的气态化合物包括：氮气、氨气、尿素以及三聚氰胺中的一种或多种；所述含B元素的气态化合物包括：乙硼烷、硼酸三甲酯、硼酸三丙酯以及三溴化硼中的一种或多种；所述含P元素的气态化合物包括：磷化氢和/或三氯氧磷。5.一种上述权利要求1
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4任一所述的锂离子电池用新型复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤一：将含碳聚合物进行水热处理后，洗涤过滤至滤液透明无色，干燥后得到球形碳化前驱体；步骤二：将所得球形碳化前驱体在600℃～1000℃下通入造孔气源，持续时间为1小时～10小时，对所述硬碳基体进行造孔处理，得到多孔隙硬碳基体材料；其中所述造孔气源为二氧化碳和水蒸气中一种或两种的组合；步骤三：在所得多孔隙硬碳基体材料上进行气相淀积，得到复合材料粉末；所述气相淀积的气源包括含硅氧气体和一种或多种含C、N、B、P任一元素的气态化合物；步骤四：将干燥后的盐放入坩埚中，将两个石墨片分别由导电丝缠绕并悬于坩埚之上作为预电解电极；通入氩气，气体流速为0.5
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2L/min，以2
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10℃/min的升温速率升至800
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900℃，保温半小时后放下两个石墨片；在两个石墨片之间施加2.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：邵金，吉祥，罗飞，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：