一种含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，涉及锂离子电池负极材料技术领域，包括：S1：制备拉伸的PDMS基底；S2：将硅纳米线粉体、PDMS预聚物与固化剂混合，涂覆在拉伸的PDMS基底上，干燥后卸载PDMS基底的拉伸力，烧结后得预包覆料；S3：将预包覆料粉碎过筛后与鳞片石墨、壳聚糖在水中混合成混合液，将混合液干燥后烧结即得硅碳负极材料。本发明专利技术将硅纳米线弯曲处理，并与鳞片石墨、壳聚糖混合，高温烧结后制备得到硅碳负极材料，能有效缓解硅纳米线嵌锂后的膨胀，提升电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池负极材料，具体为一种含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法。

技术介绍

1、商业化锂离子电池负极材料主要为石墨类负极材料，其理论比容量仅为372mah/g，在提升能量密度方面能力有限，严重限制了锂离子电池的进一步发展。硅作为锂离子电池负极材料，具有突出优势：理论比容量高达到4200mah/g，是商品石墨的10倍多；电位平台比石墨略高的，安全性好；低温性能优良；储量丰富。

2、人造石墨和天然石墨的结构均为层状结构，使其在充放电过程中膨胀方向为垂直于层状结构方向，而硅基材料中硅氧、硅碳的膨胀方向为三维方向，因此在硅基材料中硅氧、硅碳的嵌锂过程中会造成硅基材料在竖直和平行于集流体的方向都会膨胀，而硅纳米线的膨胀只能是圆柱方向，膨胀率很小。

3、目前，关于硅纳米线的包覆，通常将有一定长径比的硅纳米线与碳源混合后烧结形成包覆层，如专利cn106941153b提出一种棉絮状单质硅纳米线团/碳复合负极材料及制备方法和用途，通过制备聚合物溶液，将聚合物溶液与棉絮状单质硅纳米线团均匀混合，再经过滤烘干、碳化、粉碎、过筛得到棉絮状单本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中PDMS基底横向和纵向均拉伸20-60％。

3.根据权利要求2所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中硅纳米线粉体、PDMS预聚物与固化剂的质量比为0.8-1.2:8-12:0.8-1.2；混合液烧结的温度为550-650℃，时间为1-3h。

4.根据权利要求2或3所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中过筛后的预包覆料、鳞片石墨、壳聚糖按质量比1:1-5:0....

【技术特征摘要】

1.一种含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中pdms基底横向和纵向均拉伸20-60％。

3.根据权利要求2所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中硅纳米线粉体、pdms预聚物与固化剂的质量比为0.8-1.2:8-12:0.8-1.2；混合液烧结的温度为550-650℃，时间为1-3h。

4.根据权利要求2或3所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中过筛后的预包覆料、鳞片石墨、壳聚糖按质量比1:1-5:0.5-1在水中混合；混合液中固含量为10-20％。

5.根据权利要求4所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中混合液进行喷雾干燥；以1-5℃/min的速率升温至700-900℃进行烧结，保温时间为5-7h。

6.根据权利要求1～5任一项所述的含弯曲硅线的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中制备拉伸的pdms基底的方法为：将pdms预聚物与固化剂按质量比8-12:0.8-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钧，廖健淞，刘国钧，黄艳萍，刘中才，段文晓，包尘杰，周建明，胡鸿飞，
申请(专利权)人：拓米成都应用技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：