【技术实现步骤摘要】
一种SiO
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M@C
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G复合材料及其制备方法、锂离子电池
[0001]本专利技术属于锂电池负极材料
,涉及一种SiO
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M@C
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G复合材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点,已成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象。尤其是在实际应用中,锂离子电池已经成为各类便携式电子设备的理想能源,例如笔记本电脑,手机等。近几年电动汽车等新型电动设备高速发展,特别是新能源汽车的续航能力取决于电池的能量密度,随着消费者对汽车续航里程要求不断提高,高能量密度成为动力电池未来的发展方向,锂离子电池的能量密度主要取决于正负极材料的储锂容量与电压,解决这一问题有两个方向,一、开发高容量、高电位的正极材料;二、开发高容量、低电位的负极材料。所以负极材料同样决定着锂离子电池的性能,是影响锂离子电池性能的关键因素。而传统的商业化锂离子电池负极材料石墨,由于理论比容量较低(372mAh g
‑1),倍率性能不佳,放电电压较低易造成锂沉积而引起一系列的安全问题。在传统的石墨负极能量密度的潜力已经充分挖掘的情况下,动力电池想要进一步发展,提高电池容量,硅基负极成为当前解决能量密度问题的最佳手段之一,硅基材料采用合金化反应过程来存储能量,具有超高的理论比容量4200mAh/g。但是硅负极材料在脱嵌锂时伴随 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种SiO
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M@C
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G复合材料,其特征在于,包括:多个SiO
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M@C颗粒;复合在单个和/或多个所述SiO
x
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M@C颗粒上的石墨烯片层;其中,0.1≤x≤0.9;M为金属和/或金属盐;所述多个SiO
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M@C颗粒之间,和/或,SiO
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M@C颗粒与石墨烯片层之间,含有无定型碳;所述SiO
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M@C颗粒包括SiO
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M颗粒以及包覆在SiO
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M颗粒表面的无定型碳层。2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述复合材料为,内部和外层包裹石墨烯微片的,具有三维球状和/或椭球状的复合材料;所述复合材料为多孔材料;所述复合材料的比表面积为2~6m2/g;所述复合材料的孔径为10~2μm;所述复合材料的粒径为8~50μm。3.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述复合材料中SiO
x
、M、C与石墨烯之间的质量比为100:(1~6):(1~15):(5~50);所述SiO
x
的粒径为100nm~10μm;所述石墨烯的片径为200nm~20μm;所述石墨烯片层的层数包括1~30层;所述无定型碳层的厚度为1~200nm。4.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述SiO
x
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M@C颗粒具有核壳结构;所述多个SiO
x
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M@C颗粒在石墨烯片层包裹的笼状结构中;所述SiO
x
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M@C颗粒具体为,多个SiO
x
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M颗粒形成的二次颗粒,以及包覆在二次颗粒表面的无定型碳层;所述金属的元素包括铝、镁、锡、银、锗、钠和镍中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的复合材料,其特征在于,所述二次颗粒为表面和/或内部具有孔洞的颗粒;所述二次颗粒的粒径为1μm~20μm;所述表面和/或内部孔洞中,还含有M颗粒;所述SiO
x
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M包括SiO
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与金属形成的复合物、SiO
x
与金属盐形成的复合物以及SiO
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与金属亚硅酸盐形成的复合物中的一种或多种;所述SiO
x
与金属形成的复合物、SiO
x
与金属盐形成的复合物以及SiO
x
与金属亚硅酸盐形成的复合物中的一种或多种之间,具有包覆、掺杂、插嵌和化学键合中的一种或多种的连接关系。6.根据权利要求4所述的复合材料,其特征在于,所述M掺杂在SiO
技术研发人员:季晶晶,彭小强,郎庆安,刘兆平,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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