一种多元素掺杂碳纳米管硅复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多元素掺杂碳纳米管硅复合材料，包括碳纳米管硅复合体；所述碳纳米管硅复合体由原位氮掺杂碳纳米管

【技术实现步骤摘要】
一种多元素掺杂碳纳米管硅复合材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料领域，尤其涉及一种多元素掺杂碳纳米管硅复合材料及其制备方法
、
应用
。

技术介绍

[0002]随着消费类电子
、
电动汽车和电化学储能行业的快速发展，人们对高能量密度锂离子电池的需求越来越迫切
。
传统石墨负极材料因其有限的理论比容量
(372mAh/g)
已无法满足现状，发展高比能负极材料以替代传统石墨类碳基材料是提高锂离子电池能量密度的重要研究方向之一
。
[0003]单质硅由于其丰富的地球储量和已知目前最高的理论比容量
(4200mAh/g)、
较高的嵌锂电位而引起广泛关注
。
但硅材料在高程度脱
/
嵌锂下，存在着严重的体积效应，容易导致颗粒破碎甚至使活性材料极易从涂覆极片上脱落而失去电接触导致失活
。
同时材料的结构崩塌和活性物质的脱落，使得负极界面的固态电解质膜
(SEI
膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多元素掺杂碳纳米管硅复合材料，其特征在于，所述复合材料包括碳纳米管硅复合体；所述碳纳米管硅复合体由原位氮掺杂碳纳米管
、
硅单质和纳米银组成；其中，硅单质沉积在碳纳米管内部；纳米银原位弥散沉积于碳纳米管的表面
。2.
根据权利要求1所述的多元素掺杂碳纳米管硅复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括位于碳纳米管硅复合体外的碳包覆层
。3.
根据权利要求2所述的多元素掺杂碳纳米管硅复合材料，其特征在于，以所述多元素掺杂碳纳米管硅复合材料的总质量计，氮的掺杂含量为1％～3％
、
银的掺杂含量为1％～5％，碳的含量为
28
％～
37
％，硅的含量
55
％～
70
％
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的多元素掺杂碳纳米管硅复合材料，其特征在于，纳米银的粒径为
D50 10
～
30nm
；原位氮掺杂碳纳米管内径为
30
～
250nm
，比表面积为
100
‑
500m2/g。5.
一种多元素掺杂碳纳米管硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)
将碳源和氮源前驱体与催化剂模板固相混合后加热煅烧，得到原位氮掺杂碳纳米管；
(2)
将原位氮掺杂碳纳米管放置在气相沉积炉中，抽真空
/
通硅烷置换后，连续通入硅烷和氢气，原位裂解沉积硅，得到氮掺杂碳纳米管硅；
(3)
将氮掺杂碳纳米管硅分散在硝酸银溶液中，通过脉冲电镀反应，原位沉积银纳米颗粒，得到碳纳米管硅复合体
。6.
根据权利要求5所述的多元素掺杂碳纳米管硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许家齐，方婷婷，程成，
申请(专利权)人：合肥国轩新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：