System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法技术_技高网
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一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法技术

技术编号:40042224 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-16 19:54
本发明专利技术公开了一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法,涉及电极材料技术领域,包括以下步骤:(1)纳米Si粉超声分散于水中,再先后加入丁苯橡胶(SBR)乳液、玉米淀粉水溶液、柠檬酸,搅拌均匀后冷冻干燥,得到Si/SBR/淀粉/柠檬酸混合物;(2)Si/SBR/淀粉/柠檬酸混合物于马弗炉内加热,得到Si/SBR/交联淀粉;(3)Si/SBR/交联淀粉在惰性气氛下进行高温碳化,制得硅碳复合材料。本发明专利技术利用SBR残炭率远小于交联淀粉、交联淀粉受热不熔这些特性,实现Si颗粒在碳基体中的均匀分散及材料内部孔结构的生成,保证嵌锂时对体积膨胀的有效缓冲及材料结构的稳定性,从而提高其锂离子电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极材料,具体为一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法


技术介绍

1、硅材料具有高达4200 mah/g的理论容量和较低的工作电位,被认为是下一代锂离子电池最有前途的负极材料之一。但是,硅颗粒在嵌锂过程中会发生显著的体积膨胀,导致结构破裂而使电池容量迅速衰减,从而限制了硅在锂离子电池中的实际应用。本专利技术利用sbr残炭率远小于交联淀粉、交联淀粉受热不熔这些特性,实现si颗粒在碳基体中的均匀分散及材料内部孔结构的生成,保证嵌锂时对体积膨胀的有效缓冲及材料结构的稳定性,从而提高其锂离子电池的循环稳定性。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法,以纳米si粉、sbr乳液、玉米淀粉、柠檬酸为原料,通过超声分散、冷冻干燥、加热交联、高温碳化等工序,制备锂离子电池用长循环硅碳负极材料,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。。

2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法,包括以下步骤:

3、(1)将纳米si粉超声分散于水中,先后加入丁苯橡胶sbr乳液、玉米淀粉水溶液、柠檬酸,搅拌均匀后冷冻干燥,得到si/sbr/淀粉/柠檬酸混合物;

4、(2)si/sbr/淀粉/柠檬酸混合物于马弗炉内加热,得到si/sbr/交联淀粉;(3)si/sbr/交联淀粉在惰性气氛下进行高温碳化,制得硅碳复合材料。

5、进一步,所述纳米si粉纯度≥99.9%、最大粒度≤150 nm;

6、进一步,所述sbr乳液的浓度为40%-60%;

7、进一步,所述si粉与sbr乳液的质量比为1:2至1:3;

8、进一步,所述si粉与玉米淀粉的质量比为1:5至1:7;

9、进一步,所述柠檬酸与玉米淀粉的质量比为1:2;

10、进一步,所述马弗炉温度为120-140℃,加热时间为1-3小时;

11、进一步,所述碳化温度为800-1200℃,时间为1-2小时;

12、进一步,所述惰性气氛为氮气、氩气、氦气中的至少一种。

13、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法,具有以下好处:

14、本专利技术所制备的硅碳负极材料,其克容量大于1200 mah/g,首次库伦效率大于90%,300周循环后容量保持率大于80%,有效解决了硅基负极材料循环性能较差的难题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法,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:所述步骤(1)中的纳米Si粉纯度≥99.9%、最大粒度≤150nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的SBR乳液的浓度为40%-60%。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中Si粉与SBR乳液的质量比为1:2至1:3。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中Si粉与玉米淀粉的质量比为1:5至1:7。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中柠檬酸与玉米淀粉的质量比为1:2。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中马弗炉温度为120-140℃,加热时间为1-3小时。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中碳化温度为800-1200℃,时间为1-2小时。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中惰性气氛为氮气、氩气、氦气中的至少一种。

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【技术特征摘要】

1.一种锂离子电池用长循环硅碳负极材料的制备方法,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:所述步骤(1)中的纳米si粉纯度≥99.9%、最大粒度≤150nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的sbr乳液的浓度为40%-60%。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中si粉与sbr乳液的质量比为1:2至1:3。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中si...

【专利技术属性】
技术研发人员:李海李钊王子阳陈鹏刘松
申请(专利权)人:铜仁学院
类型:发明
国别省市:

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