一种双碳包覆硅氧可控预锂化材料及其制备方法和应用技术

技术编号:40323111 阅读:20 留言:0更新日期:2024-02-09 14:18
本发明专利技术提出了一种双碳包覆硅氧可控预锂化材料及其制备方法和应用,属于锂离子电池的技术领域,用以解决硅基材料负极锂离子电池的容量保持率低的技术问题。双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备包括以下步骤:(1)将硅氧化物与锂源混合制备混合料;(2)将碳纳米管、有机碳源分散溶解在溶剂中配制成浆料;(3)将混合料与浆料混合后喷雾干燥,得到粉体,将粉体在惰性气体氛围中进行煅烧,制得双碳包覆硅氧可控预锂化材料。本发明专利技术通过双碳共同作用进一步增强粒子之间和表面电子的导电率,并且抑制材料的体积膨胀,提高电池循环稳定性。通过控制预锂化程度,将该材料应用在锂离子电池中实现库伦效率的提升,提高了电池的容量保持率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池的,尤其涉及一种双碳包覆硅氧可控预锂化材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、近年来,为解决人类社会面临的环境污染和能源危机问题,研发新型能源技术得到了广泛的发展。其中锂离子电池作为绿色能源技术的代表,已广泛应用于便携式电子产品、电动汽车等领域。然而随着产业规模的不断发展,人们对电子产品更长的使用时间和更长的电动汽车行驶距离提出更高的要求,传统的石墨阳极仅具有372mah g-1的低理论容量,不能满足需求,因此研究者开始广泛研究具有3580mah g-1的高理论容量si负极来取代传统石墨材料。

2、然而,硅负极的商业化目前是不可实现的,这是硅材料在电化学反应过程中,由于锂离子的嵌入/脱出产生严重的体积变化(≈300%),这会导致它们从集流体上脱离,以及形成不稳定的固体电解质界面(sei),从而导致严重的容量衰退。在硅基负极材料中,纳米硅氧材料因其优异的可逆容量、循环性能和成本效益而备受关注,然而,硅氧负极的几个关键问题阻碍了其在锂离子电池中的商业化应用。其中一个突出的挑战是抑制硅基材料的体积膨胀,提高电池的循环寿命,另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、氮化锂或硫化锂中的任一种或两种以上;所述硅氧化物与锂源的质量比为(30-50):1。

3.根据权利要求2所述的双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,所述有机碳源为蔗糖、壳聚糖、葡萄糖或尿素中的两种以上;所述硅氧化物、碳纳米管与有机碳源的质量比为(10-40):(0.01-0.1):(1-10);浆料中有机碳源的浓度为0.5-3wt%。

4.根据权利要求3所述的双碳包覆...

【技术特征摘要】

1.一种双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、氮化锂或硫化锂中的任一种或两种以上;所述硅氧化物与锂源的质量比为(30-50):1。

3.根据权利要求2所述的双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,所述有机碳源为蔗糖、壳聚糖、葡萄糖或尿素中的两种以上;所述硅氧化物、碳纳米管与有机碳源的质量比为(10-40):(0.01-0.1):(1-10);浆料中有机碳源的浓度为0.5-3wt%。

4.根据权利要求3所述的双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,所述浆料中还添加有羧甲基纤维素钠,羧甲基纤维素钠在浆料中的浓度为0.01-0.5wt%。

5.根据权利要求4所述的双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备方法,其特征在于,所述浆料中还添加有酸性试...

【专利技术属性】
技术研发人员:霍锋钱程郭真真刘凡刘景博柴丰涛刘艳侠
申请(专利权)人:郑州中科新兴产业技术研究院
类型:发明
国别省市:

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