一种硅碳负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种硅碳负极材料及其制备方法和应用。该制备方法包含如下步骤：S1、于密闭容器中，通入硅源气和碳源气，对多孔碳基材进行共沉积处理，制得硅碳负极材料前驱体；S2、通入包覆碳源气，对硅碳负极材料前驱体进行碳包覆，制得硅碳负极材料；步骤S1中，硅源气和碳源气通入时以如下方式通入：阶段一、硅源气的气速为1‑5L/min，碳源气的气速为0.5‑2.5L/min；阶段二、硅源气的气速为1‑5L/min，碳源气的气速为1‑5L/min；硅源气的气速在阶段一和阶段二保持一致；碳源气的气速在阶段二高于阶段一。所得硅碳负极材料硅晶粒较小、硅沉积量高、容量高且稳定性优异，进一步用于电池时，具备良好的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅碳负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、石墨的低成本、可用性、高密度和电化学稳定性使其成为锂离子电池中应用最广泛的负极材料。然而，商业化石墨负极克容量已十分接近其理论值372ma·h/g，运输应用和能源存储的发展则需要使用更高能量密度的锂离子电池。在高容量负极材料方面，替代石墨(g)(～372ma·h/g)材料是锂离子电池应用端的迫切需求。环境友好型硅(si)具有极高的理论容量(～4200ma·h/g)和较低的锂吸收电压(～0.5v vs li/li+)，是高容量锂离子电池的最佳负极材料之一。然而，在充放电循环过程中，体积变化大(～300％)会导致si严重的开裂和粉碎，导致结构破坏，不断使材料的新表面暴露在电解质中，降低循环寿命。

2、基于上述，group14 technologies提出通过硅烷裂解使si-h键断裂并重组，将硅组分沉积至多孔碳基体的孔道内，利用多孔碳基体的骨架结构实现对硅组分限域，进而改善硅基负极材料的膨胀效应，提高循环寿命。然而在硅烷裂解、沉积过程中，si-si键的不断键合，会导致硅晶粒不断长大，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅碳负极材料的制备方法包含如下步骤：

2.如权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述阶段一中硅源气和碳源气的气速比为2:1；

3.如权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅源气选自甲硅烷、乙硅烷、二氯二氢硅和三氯氢硅中的一种或多种，较佳地为甲硅烷；

4.如权利要求1中所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述多孔碳基材的比表面积为1000-2500m2/g；

5.如权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅碳负极材料的制备方法包含如下步骤：

2.如权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述阶段一中硅源气和碳源气的气速比为2:1；

3.如权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述硅源气选自甲硅烷、乙硅烷、二氯二氢硅和三氯氢硅中的一种或多种，较佳地为甲硅烷；

4.如权利要求1中所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述多孔碳基材的比表面积为1000-2500m2/g；

5.如权利要求1所述硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述阶段一中，所述共沉积的温度为400℃-600℃；

6.如权利要求1-5中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，李波，张聪，胡鹏飞，
申请(专利权)人：宁波杉杉硅基材料有限公司，
类型：发明
国别省市：