一种气相氟元素表面处理的硅基负极材料的制备方法与应用技术

技术编号:40035866 阅读:16 留言:0更新日期:2024-01-16 18:57
本发明专利技术通过等离子体辅助球磨技术,借助机械球磨、等离子体的高能电子轰击以及放电等离子体的热效应这特有的“力‑电‑热”多场耦合高效制备含氟硅基复合负极材料。含氟硅基复合材料由于引入了F元素,能够帮助S i基负极构筑相对稳定的SE I,减少电池层面上如锂源、电解质材料的消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池,提供了一种气相氟元素表面处理的硅基负极材料的制备方法与应用


技术介绍

1、高效、环保、可再生的新能源的开发、输运、储存以及应用等环节的发展迫在眉睫,以锂离子电池为代表的储能技术具有广泛的应用场景。目前商业上使用的负极材料石墨因其理论比容量过低(372mah/g),致使整个电池的容量受限,无法满足日益增长的储能需求,迫切需要开发在比容量、嵌脱锂平台电位、成本、环境友好以及安全性方面都更具有优势的新一代锂离子电池负极材料。

2、si材料来源充足,成本低廉,具有极高的理论比容量(3579mah/g),是传统的石墨负极材料比容量的10倍,作为典型的合金化反应负极材料,是下一代高容量负极材料的候选材料之一。然而,其在电化学嵌脱锂过程中发生急剧的体积膨胀,导致体相内部产生巨大的应力,这会使得si材料内部发生破裂,导致电极失效与固体电解质界面膜持续破坏和再生等问题,使得电池容量迅速降低。同时,si的本征电子电导率远远低于石墨,导致电化学动力学迟缓,降低si基负极材料的电化学性能,阻碍si基负极材料的商业化应用。

3、等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含氟硅基负极材料,其特征在于,所述负极材料为将硅基材料进行等离子体辅助球磨处理后拥有含氟表面的颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种含氟硅基负极材料,硅基材料为Si-C或Si。

3.根据权利要求1或2所述的一种含氟硅基负极材料的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,步骤S1中的球磨罐与磨球材质均为碳化钨;步骤S1中球磨罐容积为0.2L;步骤S1中封装球磨罐时在球磨罐的端盖橡胶圈、电极棒轴肩橡胶圈处涂抹真空密封脂再进行封装。

5.根据权利要求3所述的制备方法,步骤S2中罐内四氟化碳气体压强为0.1MPa~0.2Mp...

【技术特征摘要】

1.一种含氟硅基负极材料,其特征在于,所述负极材料为将硅基材料进行等离子体辅助球磨处理后拥有含氟表面的颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种含氟硅基负极材料,硅基材料为si-c或si。

3.根据权利要求1或2所述的一种含氟硅基负极材料的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,步骤s1中的球磨罐与磨球材质均为碳化钨;步骤s1中球磨罐容积为0.2l;步骤s1中封装球磨罐时在球磨罐的端盖橡胶圈、电极棒轴肩橡胶圈处涂抹真空密封脂再进行封装。

5.根据权利要求3所述的制备方法,步骤s2中罐内四氟化碳气体压强为0.1mpa~0.2mpa;步骤s2的具体操作为通过真空阀对球磨罐抽真空,然后四氟化碳气体,并重复3次,最终使球磨罐中的环境条件为所需压强的...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡仁宗梁灏天左业展鲁忠臣朱敏
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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