一种基于金属有机框架的复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于锂电池材料技术领域，其公开了一种基于金属有机框架的复合材料及其制备方法与应用，该方法包含以下步骤：(1)将有机碳源、硅源加入去离子水搅拌，得到有机碳源与硅纳米颗粒的均匀混合物；(2)将均匀混合物干燥，得到有机碳源包覆的硅纳米颗粒；(3)将有机碳源包覆的硅纳米颗粒煅烧，得到碳层包覆的硅纳米颗粒；(4)将所述碳层包覆的硅纳米颗粒、金属源和咪唑类有机配体分散于溶剂中均匀混合、搅拌和洗涤，得到硅@碳@金属有机框架；(5)将上述硅@碳@金属有机框架在还原性气氛中煅烧，得到基于金属有机框架的硅@碳@碳纳米管复合材料，该复合材料具有高库伦效率、高比容量和高循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池材料，更具体地，涉及一种基于金属有机框架的复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、锂离子电池(libs)以其不可替代的高电压、高能量密度、高稳定性以及环境友好性等优势迅速占领了便携式电子设备，为环境污染和能源问题提供了新的解决思路。近年来，我国大力支持鼓励发展电动汽车，锂离子电池作为电动汽车的动力核心部件迎来了蓬勃发展。但是，锂离子电池发展受其能量密度的制约也遇到了瓶颈，为了实现电动汽车具有更高的续航能力和更佳的安全性能，锂离子电池电极材料的研发成为关键。目前，石墨负极材料已很难满足锂离子电池实现更高能量密度和安全性能的要求，因此，研究具备低成本、高比容量和高安全性的下一代新型负极材料具有十分重要的科研价值。

2、硅(si)作为一种合金型负极材料，其比容量为3579ma h g-1，明显高于商用石墨(372ma h g-1)。此外，硅负极材料具有较低的电压平台(0.4v vs li/li+)、储量丰富和安全性能好等优势，适合于满足电动汽车应用中对下一代高能量密度、低成本和高安全性锂离子电池的需求。然而，纯硅负极材料在脱/本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于金属有机框架的硅@碳@碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、壳聚糖或柠檬酸，优选柠檬酸。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)有机碳源、硅纳米颗粒和去离子水的质量比为(2～5)：(1～2)：(500～800)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)煅烧升温速率为5～10℃/分钟，煅烧温度为600～700℃，保温时间为60～120分钟。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种基于金属有机框架的硅@碳@碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、壳聚糖或柠檬酸，优选柠檬酸。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)有机碳源、硅纳米颗粒和去离子水的质量比为(2～5)：(1～2)：(500～800)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)煅烧升温速率为5～10℃/分钟，煅烧温度为600～700℃，保温时间为60～120分钟。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)金属有机框架的金属源为六水硝酸钴或二水乙酸锌，所述溶剂为水、无水乙醇或甲醇，优选甲醇。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)咪唑类有机配体为2-二甲咪...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文，邱鹏源，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：