System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂电池负极材料及其制备方法和应用技术_技高网

一种锂电池负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:40575729 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-06 17:16
本发明专利技术提供了一种锂电池负极材料及其制备方法和应用,属于锂电池负极材料技术领域,本发明专利技术首先将碳源与氧化亚硅混合后,进行搅拌处理,之后进行加热处理,使得制备的锂电池负极材料中碳原子和硅原子间形成化学键,可显著提升硅碳分布的均匀性,有效缓解充放电过程中锂离子反复嵌入脱出过程中硅的体积膨胀,从而提高锂电池负极材料的循环性能,且本发明专利技术提供的制备方法简单,可工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池负极材料,尤其涉及一种锂电池负极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、传统的锂离子电池负极材料多为石墨类负极材料,其理论可逆比容量仅为372mah/g,电池能量密度很难突破300wh/kg,不能满足锂离子电池的应用需求,因此需要性能更优异的负极材料代替石墨。

2、氧化亚硅具有高理论比容量(约为2600mah/g)、低嵌锂电位(约为0.5v)以及较低的成本,强的硅氧键和循环中形成的锂硅酸盐、li2o对于体积膨胀的缓冲赋予其优异的循环性能,是代替石墨材料作负极的优选之一。但是,氧化亚硅也存在一些缺陷。如锂硅酸盐和li2o的形成使siox的首周不可逆容量较高,存在着在充放电过程中体积变化大和自身导电性差的问题等。目前,在硅碳材料方面的探索主要集中在硅基材料的碳包覆上。虽然对氧化硅表面进行碳层包覆可以一定程度上缓解电池充放电过程中的体积变化,提高首次充放电效率及循环稳定性。但包覆碳层中的碳原子和氧化硅中的硅原子之间没有化学键联系,在反复嵌脱锂离子过程中硅基材料的体积膨胀,会导致表面包覆碳层的脱落,从而导致材料的循环寿命较差,可见简单的物理碳包覆并不能彻底解决上述问题。因此,如何有效缓解充放电过程中锂离子反复嵌入脱出过程中硅的体积膨胀,提高氧化亚硅复合负极材料的循环性能极具研究意义。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种锂电池负极材料及其制备方法和应用,利用本专利技术提供的方法,制备的锂电池负极材料为氧化亚硅复合负极材料,氧化亚硅复合负极材料具有特殊石榴石结构,并且其作为锂电池负极材料时能有效避免充放电过程中锂离子反复嵌入脱出过程中硅的体积膨胀,循环性能优异。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、本专利技术提供了一种锂电池负极材料材料的制备方法,包括以下步骤:

4、(1)将碳源与氧化亚硅混合后,进行搅拌处理,得到混合体;

5、(2)在惰性气氛中,将步骤(1)得到的混合体依次进行加热处理和过筛,得到锂电池负极材料。

6、优选地,步骤(1)碳源为糠醛、柠檬酸、酚醛树脂中的一种或多种。

7、优选地,步骤(1)中碳源与氧化亚硅的质量比为(1~99):(1~99)。

8、优选地,步骤(1)中搅拌处理的速度为60~300 r/min,所述搅拌处理的时间为0.5~12h。

9、优选地,步骤(2)中惰性气氛为氮气、氦气或氩气中的一种。

10、优选地,步骤(2)中加热处理的温度为600~1400℃,所述加热处理的时间为2~6h。

11、优选地,步骤(2)中加热处理的升温速率为1~4℃/min。

12、优选地,步骤(2)中过筛所用的筛网目数为50~200目。

13、本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的锂电池负极材料。

14、本专利技术提供了一种锂电池负极材料材料的制备方法,首先将碳源与氧化亚硅混合后,进行搅拌处理,之后进行加热处理,制备的锂电池负极材料为氧化亚硅复合负极材料,使得氧化亚硅复合负极材料中碳原子和硅原子间形成化学键,可显著提升硅碳分布的均匀性,有效缓解充放电过程中锂离子反复嵌入脱出过程中硅的体积膨胀,从而提高所述氧化亚硅复合负极材料的循环性能,且本专利技术提供的制备方法简单,可工业化生产。

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【技术保护点】

1.一种锂电池负极材料的制备方法,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,步骤(1)中搅拌处理的速度为60~300r/min,所述搅拌处理的时间为0.5~12h。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中惰性气氛为氮气、氦气或氩气中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中过筛所用的筛网目数为50~200目。

5.权利要求1~4任一项所述制备方法制备得到的锂电池负极材料。

【技术特征摘要】

1.一种锂电池负极材料的制备方法,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,步骤(1)中搅拌处理的速度为60~300r/min,所述搅拌处理的时间为0.5~12h。

3.根据权利要求1所述的制备方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨亚宏张大鹏王文松
申请(专利权)人:陕西晶泰新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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