碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料的制备方法，属于电极材料技术领域，本发明专利技术将球形石墨、硅源和异元素源混合后研磨，再在含氩气和氢气的混合气体中，进行第一热处理，得到异元素掺杂氧化亚硅/石墨材料，然后通入气态碳源，进行第二热处理，实现表面构筑碳包覆层，得到碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料。本发明专利技术通过异元素掺杂从分子尺度调节硅的电子结构，提高其离子导电性，利用碳包覆层从纳米尺度抑制硅表面SEI膜的生长，在石墨表面构筑纳米硅从颗粒尺度缓解硅的体积变化，且所述碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料还具备高强度复合界面、高储锂动力学、稳定的SEI、低比表面和高振实密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极材料，尤其涉及一种碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料的制备方法。

技术介绍

1、从便携式电子产品到快速增长的电动汽车(ev)和电网规模的储能，可充电锂离子电池正在主导能源存储市场。然而，过去几十年商用电池性能的缓慢提升严重阻碍了电动汽车/混合动力电动汽车的大规模实施步伐。近年来，随着电动汽车的不断发展，提高锂电池的能量密度以缓解续航里程焦虑变得更加迫切。目前商用锂离子电池的石墨负极比容量较低（372 mah·g-1），导致其实际比能量低于300 wh·kg-1，限制其进一步应用。硅基负极具有高的理论比容量和较低的嵌锂电位，能提升锂电池的能量密度，满足新能源汽车发展的迫切需要。但在实际应用上，硅负极的两大本征缺陷低电子/离子电导率和巨大的体积膨胀效应（375%，li15si4），严重限制了其广泛应用和潜在商业化。前者导致硅活性物质难以有效利用，尤其在大充放电倍率下。后者会在不同的尺度上引发多个问题：1）在纳米尺度，低电位下电极表面生成的固体电解质界面膜（sei）不断破裂与重生，持续消耗电解液，致使库伦效率较低，尤其是首次库伦效；2）在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料的制备方法，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）中球形石墨的平均粒径为0.5~12μm。

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）中硅源为氯甲基硅、环氧基硅烷、丙烯酰氧基硅烷、含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氯丙基三氧硅烷中至少一种。

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）中异元素源为Ge2H6、Se、Ge、GeO2、Ga、SeO2中的至少一种。

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...

【技术特征摘要】

1.一种碳包覆的异元素掺杂氧化亚硅/石墨复合材料的制备方法，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）中球形石墨的平均粒径为0.5~12μm。

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）中硅源为氯甲基硅、环氧基硅烷、丙烯酰氧基硅烷、含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氯丙基三氧硅烷中至少一种。

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）中异元素源为ge2h6、se、ge、geo2、ga、seo2中的至少一种。

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）中球形石墨、硅源和异元素源的质量比为（3~18）：（1~10）：（0.08~1.5）。

6.根据权利要求1所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚宏，张大鹏，王文松，
申请(专利权)人：陕西晶泰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：