一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法和应用技术

一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法和应用，材料包括由Si和掺杂非晶元素的碳材料构成具有一维纤维相互交织形成三维多孔内部结构的特殊形貌的复合材料，非晶元素均匀地分散在一维碳纤维中；制备方法通过将非晶元素超声分散于聚乙烯醇和乙二醇的混合溶液并注入双层套筒的外层，以及将硅粒子超声分散于聚乙烯醇和乙二醇的混合溶液并注入双层套筒的内层，从双层套筒喷出时经过高压气流，最后干燥和高温煅烧；所得材料应用于锂离子电池负极；该材料不仅提高了离子和电子传输速率，并且有利于降低硅锂合金体积变化对电极材料结构的破坏，此外，该材料的制备方法具有制备简单易操作、成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池电极材料，具体涉及一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池作为一种重要的可充电电池，广泛应用于各种便携设备和电动汽车等领域。其中，负极材料是锂离子电池关键组成部分之一，对电池性能有着重要影响。目前，石墨是最常用的锂离子电池负极材料。然而，由于其比容量有限和活性位点少，无法满足日益增长的电池容量需求。因此，开发新的负极材料成为锂离子电池领域的研究热点之一。硅碳复合材料作为一种潜在的负极材料备受关注，因为它具有高比容量和良好的循环稳定性。然而，硅碳负极材料在长时间循环充放电过程中存在容量衰减和结构破坏的问题。

2、近年来，研究人员开始关注引入非晶元素掺杂来改善硅碳负极材料的性能。非晶材料由于具有无序的结构特点，可以提供更多的活性位点，从而实现更高的比容量。此外，非晶元素掺杂可以改变材料的晶体结构并增加其电子传导性能，从而提高材料的循环稳定性和储锂能力。虽然非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料在提高电池性能方面表现出巨大的潜力，但目前仍存在一些问题需要解决。p>

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【技术保护点】

1.一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料，其特征在于，包括由Si和掺杂非晶元素的碳材料构成具有一维纤维相互交织形成三维多孔内部结构的特殊形貌的复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料，其特征在于，所述的复合材料中，非晶元素均匀地分散在一维碳纤维中。

3.根据权利要求1或2所述的一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料，其特征在于，所述的非晶元素与碳元素的质量比为1:8～30。

4.基于权利要求1～3任一项所述的一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：>

5.一种非晶...

【技术特征摘要】

1.一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料，其特征在于，包括由si和掺杂非晶元素的碳材料构成具有一维纤维相互交织形成三维多孔内部结构的特殊形貌的复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料，其特征在于，所述的复合材料中，非晶元素均匀地分散在一维碳纤维中。

3.根据权利要求1或2所述的一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料，其特征在于，所述的非晶元素与碳元素的质量比为1:8～30。

4.基于权利要求1～3任一项所述的一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.一种非晶元素掺杂的锂离子电池硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利锋，贺可欣，王凯，刘毅，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：