【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池，尤其是涉及辉钼矿基复合材料及其制备方法和二次电池。
技术介绍
1、作为最关键的储能系统之一，锂离子电池拥有先进的储能和转换系统。目前，商用锂离子电池理论容量仅有357mah/g，这已经无法满足人民对高能量密度和功率密度的追求。因此，有必要寻求具有更高容量的材料。辉钼矿的理论容量可达670mah/g，实际应用中更是高达1000mah/g，而硅基材料则具有4200mah/g的高比容量。所以，将辉钼矿与硅基材料复合形成辉钼矿/硅复合材料将大大增加材料的克容量，从而提高电芯的能量密度。然而辉钼矿和硅材料在循环过程中均会遇到体积膨胀而导致容量快速衰减。因此，需要改进复合材料的制备方法，从而有效抑制硅、辉钼矿的膨胀，保证电极结构稳定，提高循环稳定性和比容量。
技术实现思路
1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种辉钼矿基复合材料及其制备方法和二次电池，这种辉钼矿基复合材料具有较好的循环稳定性和比容量。
2、本申请的第一方面，提供一种辉钼矿基复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
3、s1：采用第一有机碳源对膨胀辉钼矿进行液相包覆，形成包覆材料；
4、s2：在保护气体的气氛下，将所述包覆材料与硅烷接触，热解，得到膨胀辉钼矿/c/si复合材料；
5、s3：将所述膨胀辉钼矿/c/si复合材料与包含第二有机碳源的静电纺丝液混合，通过静电纺丝处理并在保护气体的气氛下煅烧，得到所述辉钼矿基复合材料。p>
6、其中，辉钼矿是指六方晶系或三方晶系的层状结构矿物，层内原子之间连接紧密，而层与层之间的连接较弱，因此可以通过扩大层间距得到膨胀辉钼矿。
7、在本申请的一些实施方式中，s1前还包括s0：对辉钼矿进行插层处理，得到所述膨胀辉钼矿。
8、在本申请的一些实施方式中，所述辉钼矿经多次插层处理。
9、在本申请的一些实施方式中，所述插层处理包括液相插层处理。
10、在本申请的一些实施方式中，所述液相插层处理包括在碱性条件下，将插层剂与所述辉钼矿混合反应。
11、在本申请的一些实施方式中，所述插层剂包括水合肼。
12、在本申请的一些实施方式中，所述碱性条件由koh、naoh、lioh中的至少一种提供。
13、在本申请的一些实施方式中，插层处理的反应温度为100～220℃，例如是100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃。
14、在本申请的一些实施方式中，插层处理的反应时间为12～72h，例如是12h、24h、36h、48h、60h、72h。
15、在本申请的一些实施方式中，将所述插层剂与所述辉钼矿混合，在100～220℃反应12～72h。
16、在本申请的一些实施方式中，所述第一有机碳源包括糖、醇、有机酸或有机酸盐、有机聚合物中的至少一种。
17、在本申请的一些实施方式中，所述糖包括葡萄糖、果糖、蔗糖、纤维素、淀粉中的至少一种。
18、在本申请的一些实施方式中，所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种。
19、在本申请的一些实施方式中，所述有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、丁酸、柠檬酸中的至少一种；
20、在本申请的一些实施方式中，所述有机酸盐包括乙酸盐和柠檬酸盐中的至少一种；
21、在本申请的一些实施方式中，所述聚合物包括聚多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚吡咯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯胺、聚噻吩、聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种。
22、在本申请的一些实施方式中，所述液相包覆的ph为8～10。
23、在本申请的一些实施方式中，所述液相包覆时所述第一有机碳源的浓度为3～30mmol/l，例如是3mmol/l、5mmol/l、10mmol/l、15mmol/l、20mmol/l、25mmol/l、30mmol/l。
24、在本申请的一些实施方式中，所述液相包覆的时间为3～72h，例如是3h、6h、9h、12h、15h、18h、24h、32h、40h、48h、60h、72h。
25、在本申请的一些实施方式中，液相包覆后洗涤干燥，得到包覆材料。
26、在本申请的一些实施方式中，膨胀辉钼矿的尺寸为1～30μm，例如为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm。
27、在本申请的一些实施方式中，s2中热解的温度为500～1000℃，例如是500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃。
28、在本申请的一些实施方式中，硅烷为气态硅烷，例如甲硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)等其中至少一种。
29、在本申请的一些实施方式中，s2中所述硅烷和所述保护气体的摩尔浓度比为(1～12)：5，例如是1：5、2：5、3：5、4：5、5：5、6：5、7：5、8：5、9：5、10：5、11：5、12：5。其中，气体的摩尔浓度为气体的摩尔数与气体体积的比值，通常以mol/l计。
30、在本申请的一些实施方式中，s2中所述硅烷的流量≤350l/min，例如是300l/min、250l/min、200l/min、150l/min、100l/min、50l/min。
31、在本申请的一些实施方式中，第二有机碳源包括聚丙烯酸、尼龙6(pa6)/聚氧化乙烯(peo)、左旋聚乳酸/氧化石墨烯、壳聚糖(cs)/氧化石墨烯(go)/聚丙烯、ctab/nasal/pva中的至少一种。在本申请的方案中，利用特定的第一有机碳源通过聚合反应等方式在表面形成紧密包裹的第一碳层，随后通过第二有机碳源以静电纺丝的方式借助溶剂的辅助形成均一的复合体，从而使得最终得到的复合材料有效保证了辉钼矿和硅的结构和空间缓冲性，同时增加整体材料的的电导率，带来更优越的电性能。
32、在本申请的一些实施方式中，所述静电纺丝液中的溶剂包括甲醇、乙酸乙酯、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
33、在本申请的一些实施方式中，所述静电纺丝液中所述第二有机碳源的物质浓度为5～35wt％，例如是5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％。
34、在本申请的一些实施方式中，静电纺丝的电压为10～30kv，例如是10kv、15kv、20kv、25kv、30kv。
35、在本申请的一些实施方式中，静电纺丝的速度为0.5～5ml/h，例如是0.5ml/h、1ml/h、1.5ml/h、2ml/h、2.5ml/h、3ml/h、3.5ml/h、4ml/h、4.5ml/h、5ml/h。
36、在本申请的一些实施方式中，s3中所述煅烧的反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.辉钼矿基复合材料的制备方法，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S1前还包括S0：对辉钼矿进行插层处理，得到所述膨胀辉钼矿；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一有机碳源包括糖、醇、有机酸或有机酸盐、聚合物中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中热解的温度为500～1000℃；和/或，所述硅烷和保护气体的摩尔浓度比为(1～12)：5；和/或，所述硅烷的流量≤350L/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二有机碳源包括尼龙6/聚氧化乙烯左旋聚乳酸/氧化石墨烯、壳聚糖/氧化石墨烯/聚丙烯、CTAB/NaSal/PVA中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中所述煅烧的反应温度为400～800℃，和/或，反应时间为0.5～6h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中所述膨胀辉钼矿/C/Si复合材料与所述第二有机碳源的质量比为1：(1～10)。
8
9.二次电池，其特征在于，包括负极片，所述负极片包含活性物质层，所述活性物质层包括权利要求8所述的辉钼矿基复合材料。
10.用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.辉钼矿基复合材料的制备方法，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s1前还包括s0：对辉钼矿进行插层处理，得到所述膨胀辉钼矿；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一有机碳源包括糖、醇、有机酸或有机酸盐、聚合物中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2中热解的温度为500～1000℃；和/或，所述硅烷和保护气体的摩尔浓度比为(1～12)：5；和/或，所述硅烷的流量≤350l/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二有机碳源包括尼龙6/聚氧化乙烯左旋聚乳酸/氧化石墨烯、...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭成龙，袁学强，刘新旸，朱伯礼，高云雷，郑明清，
申请(专利权)人：浙江锂威能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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