多原子共掺杂硅碳复合负极材料及制备方法、应用、电池技术

技术编号:40423228 阅读:49 留言:0更新日期:2024-02-20 22:42
本发明专利技术公开了一种多原子共掺杂硅碳复合负极材料及制备方法、应用、电池。该多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法包括下述步骤:将氧化石墨和硅源混合,得硅碳复合材料;将硅碳复合材料、氮源、磷源和硼源经自组装、煅烧,可得多原子共掺杂硅碳复合负极材料;氧化石墨和硅源的质量比为1:(0.1‑1)。本发明专利技术的多原子共掺杂硅碳复合负极材料,通过对掺杂载体的选择及采用多原子共掺杂,可有效解决硅组分体积膨胀的问题,且由该负极材料制得的电池兼具较佳的首次放电比容量、首次库伦效率、循环稳定性和倍率性能。本发明专利技术的制备方法简单,实用性较高,易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种多原子共掺杂硅碳复合负极材料及制备方法、应用、电池


技术介绍

1、化石燃料的有限供应和全球变暖正在促进电动汽车(ev)的发展,锂离子电池广泛用于便携式设备、电动汽车等诸多领域。目前,商业化的锂离子电池负极材料主要是传统的石墨负极材料,但因其比容量(理论容量372mah/g)小,已不能满足当前市场对高能量密度和长循环寿命的需求。si已被证明在锂离子实验室中表现出高理论容量(4200mah/g)和低放电电位,且储量丰富,价格便宜,但一方面,由于硅在锂化和剥离过程中发生较大体积变化(约300%),导致电极粉碎,电极材料接触损失,固体电解质界面持续增长(sei),从而造成可逆容量迅速衰减。另一方面,纯si材料的电子电导率很低,难以满足大电流充放电所必需的电子传导能力,造成大电流充放电容量衰减严重。故造成硅的实际应用受到限制。

2、为了获得高能量密度和高安全性的锂离子电池负极材料,常常采用硅基材料和碳基材料制备复合材料来实现,如通过化学气相沉积法(cvd)、碳包覆法、溶胶凝胶法、高温热解法、机械球磨法、水热合成法等方法获得。...

【技术保护点】

1.一种多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,其包括下述步骤:将氧化石墨和硅源混合,得硅碳复合材料;将所述硅碳复合材料、氮源、磷源和硼源经自组装、煅烧,可得所述多原子共掺杂硅碳复合负极材料;

2.如权利要求1所述的多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨和所述硅源的质量比为1:(0.5-0.8)。

3.如权利要求1所述的多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述硅碳复合材料的制备方法包括下述步骤:将所述氧化石墨、所述硅源和溶剂混合、超声分散、干燥、热处理,可得;

4.如权利要求1所述的多原子共掺杂硅碳...

【技术特征摘要】

1.一种多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,其包括下述步骤:将氧化石墨和硅源混合,得硅碳复合材料;将所述硅碳复合材料、氮源、磷源和硼源经自组装、煅烧,可得所述多原子共掺杂硅碳复合负极材料;

2.如权利要求1所述的多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨和所述硅源的质量比为1:(0.5-0.8)。

3.如权利要求1所述的多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述硅碳复合材料的制备方法包括下述步骤:将所述氧化石墨、所述硅源和溶剂混合、超声分散、干燥、热处理,可得;

4.如权利要求1所述的多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述的多原子共掺杂硅碳复合负极材料的制备方法满足下述条件中的一种或多种:

5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨广顾凯吴志红王旭峰胡钦山何丽
申请(专利权)人:宁波杉杉新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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