一种倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、向碳化物中通入卤素气体并进行第一次热处理，得到多孔碳；S2、升高温度对所述多孔碳进行第二次热处理，得到石墨化多孔碳；S3、降低温度并在硅源气体中对所述石墨化多孔碳进行第三次热处理，得到石墨化多孔硅碳；S4、将反应气氛转换为为氩气以及甲烷、乙烷、乙烯、乙炔中的一种或它们的混合气，维持反应温度不变，冷却后得到所述硅碳负极材料。本发明专利技术通过使碳化物与卤素反应生成均匀分布纳米孔洞的碳材料，能够提升负极材料的倍率性能，具有广阔的商业化应用前景。具有广阔的商业化应用前景。具有广阔的商业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料
，具体涉及一种倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池的负极材料石墨占据了其中的绝大部分，它具有价格便宜、工艺成熟、导电性好的优点。但是它也存在两个明显的不足，一个是首圈循环过程中SEI的生成导致其首效及容量的降低，另一个则是循环过程中锂离子与溶剂共嵌入问题导致循环性能不断降低。通过各种表面改性方法，如表面氧化、碳包覆、掺杂改性等，石墨负极材料的容量和循环性能已得到极大的提高，其容量也已经接近其理论容量。随着科学技术与生活水平的提高，人们对锂离子电池提出了更高容量和高倍率性能的需求，而这也是目前石墨负极材料的短板。
[0003]针对容量问题，若要得到更高容量的石墨负极材料，必须要与其他更高容量的材料相复合，如硅、锡等。目前商业化的硅碳负极材料只是将两者进行了简单混合。但是硅负极材料面临着严重的膨胀问题，导致少量的硅与石墨复合以后便会导致整个负极材料的循环稳定性变差。目前将硅的尺寸进一步减小是缓解其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倍率性能优异的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：S1、向碳化物中通入卤素气体并进行第一次热处理，得到多孔碳；S2、第一次热处理结束后，升高温度对所述多孔碳进行第二次热处理，得到石墨化多孔碳；S3、第二次热处理结束后，降低温度并在硅源气体中对所述石墨化多孔碳进行第三次热处理，得到石墨化多孔硅碳；S4、第三次热处理结束后，将反应气氛转换为为氩气以及甲烷、乙烷、乙烯、乙炔中的一种或它们的混合气，维持反应温度不变，冷却后得到所述硅碳负极材料。2.根据权利要求1所述的倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述碳化物选自碳化硅、碳化钙、碳化锆、碳化硼、碳化钛、碳化铝、钛碳化硅中的一种或多种，粒径范围为2
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30μm，优选为5
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15μm。3.根据权利要求1所述的倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述热处理反应装置选自固定床、移动床或流化床反应器，且步骤S1至S4均在同一热处理反应装置内进行。4.根据权利要求1所述的倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述卤素气体选自F2、Cl2、Br2、I2中的一种或多种，优选为Cl2或Br2。5.根据权利要求1所述的倍率性能优异的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一次热处理温度为300
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，李兆麟，赵海雷，甘宇，
申请(专利权)人：加道材料科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：