一种超高温制备的多层次复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术实施例涉及一种超高温制备的多层次复合材料，所述多层次复合材料包括：碳基体和纳米硅基复合材料；所述纳米硅基复合材料通过热等离子体法制备得到，具体为：由微米级硅粉与一种或多种含掺杂元素的物质，在高频等离子体处理设备中被轰击、电离形成温度在5000K以上的等离子气体，再冷却、沉积成核，得到的掺杂元素以原子级均匀内嵌分布的纳米级硅基复合材料；所述掺杂元素包括C、N、B、P、S、Mg、Ca、Al、Zn、Mn、Ni或Ti中的至少一种；所述碳基体为多孔碳材料，所述纳米硅基复合材料沉积在所述碳基体的多孔结构中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池，尤其涉及一种超高温制备的多层次复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着现代社会的发展，对高能量密度电池的需求日益增加，石墨负极越来越难以满足各种设备的需要。硅被认为是最有希望代替石墨负极的材料之一，其拥有最高理论容量为4200mah/g。然而，硅在充放电过程中会发生巨大的体积变化，易造成电极材料的粉化，同时硅的本征电导率较低，严重影响了电池性能。

2、将硅材料与碳材料结合可以有效解决上述问题，而将硅与碳材料均匀复合仍是一个重大难点。市场上常用的方法是通过物理机械的方式进行复合，难以将硅和碳材料均匀分散。将硅分散在碳材料中已通过化学气相沉积(cvd)合成，然而，cvd方法制备的硅碳材料，无法控制si和c的形态，并且在该方法中使用硅烷，有安全隐患，较为危险。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种超高温制备的多层次复合材料及其制备方法和应用。本专利技术的超高温制备的多层次复合材料具有稳定的结构，相对于传统硅基材料，通过多层次结构及复合材料之间的相互作用，使得本材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超高温制备的多层次复合材料，其特征在于，所述多层次复合材料包括：碳基体和纳米硅基复合材料；

2.根据权利要求1所述的多层次复合材料，其特征在于，所述纳米硅基复合材料的颗粒尺寸在0.1nm-200nm之间，所述纳米硅基复合材料占所述多层次复合材料的质量的10％-90％；所述掺杂元素的质量占所述纳米硅复合材料的质量的0.1％-50％；所述碳基体的质量占所述多层次复合材料的质量的10％-70％。

3.根据权利要求2所述的多层次复合材料，其特征在于，所述多层次复合材料还包括：碳壳，所述碳壳包覆在沉积有纳米硅基复合材料的碳基体外层；所述碳壳的质量占所述多层次复合材料...

【技术特征摘要】

1.一种超高温制备的多层次复合材料，其特征在于，所述多层次复合材料包括：碳基体和纳米硅基复合材料；

2.根据权利要求1所述的多层次复合材料，其特征在于，所述纳米硅基复合材料的颗粒尺寸在0.1nm-200nm之间，所述纳米硅基复合材料占所述多层次复合材料的质量的10％-90％；所述掺杂元素的质量占所述纳米硅复合材料的质量的0.1％-50％；所述碳基体的质量占所述多层次复合材料的质量的10％-70％。

3.根据权利要求2所述的多层次复合材料，其特征在于，所述多层次复合材料还包括：碳壳，所述碳壳包覆在沉积有纳米硅基复合材料的碳基体外层；所述碳壳的质量占所述多层次复合材料的质量的0-10％。

4.根据权利要求1所述的多层次复合材料，其特征在于，当所述多层次复合材料中包含c元素时，所述多层次复合材料的固体核磁共振的nmr谱图中显示，当硅的峰位于-65ppm～-140ppm时，在10ppm～-30ppm之间存在si-c...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵金，罗飞，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：