一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料及其制备方法，解决了目前锂离子电池硅基负极材料因导电性差、体积膨胀剧烈，从而导致的容量衰减、稳定性差的技术问题。本方法通过简单的铺展‑喷涂‑空隙填充‑热压实制成稳定的层状结构基本单元，将基本单元按顺序堆叠，热压成型后，碳纤维纸在硅碳复合材料表面粘接支撑，得到碳纤维纸支撑的多层结构硅碳复合材料。内层的碳可缓解硅在循环过程中的体积膨胀和增强内部的导电性，外层的碳纤维纸可维持负极材料的完整性。结合热压实工艺，提高硅碳颗粒之间、层之间的密实程度，增强整体的导电性并提升比容量。本发明专利技术工艺简单、成本低廉，能够得到高库伦效率、高比容量、长循环寿命的硅碳复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池领域，尤其涉及一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着便携式电子产品和电动汽车的普及，对高性能锂离子电池的需求不断增加。在各种电子产品中，高性能锂离子电池能够提供持久的电力支持，而锂离子电池的性能主要受到负极材料限制。目前，碳材料是一种受欢迎的商用负极材料，具有高导电性和稳定的循环可逆性。然而，石墨的容量相对较低，这限制了其在更高性能要求下的发展。为了满足市场对高能量密度和长循环寿命的需求，研究人员一直探索下一代锂离子电池负极材料，如硅负极和锂金属负极。

2、下一代锂离子电池负极材料具有更高的比容量，但是也面临一些挑战。比如硅负极在循环过程中超过300％的体积膨胀，容易造成容量的快速衰减。除此之外，硅与电解液接触会发生大量副反应，固体电解质界面膜(sei)难以控制。因此，研发高性能、稳定和安全的负极材料仍然是锂离子电池领域的研究重点，以满足不断增长的市场需求。

3、市面上动力电池企业通过在碳材料里面添加10wt％左右的硅，同时加入适量的粘合剂使电极材料稳定。除此之外，也不乏通过化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料包括碳纤维纸和硅碳复合材料基本单元，其中所述硅碳复合材料基本单元由碳材料、硅颗粒、导电剂组成；碳纤维纸位于有一定堆叠层数的硅碳复合材料基本单元的上下两个表面。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述碳纤维纸厚度为0.05-0.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述的碳材料为天然石墨、人造石墨、中间相炭微球中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述导电剂...

【技术特征摘要】

1.一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合负极材料包括碳纤维纸和硅碳复合材料基本单元，其中所述硅碳复合材料基本单元由碳材料、硅颗粒、导电剂组成；碳纤维纸位于有一定堆叠层数的硅碳复合材料基本单元的上下两个表面。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述碳纤维纸厚度为0.05-0.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述的碳材料为天然石墨、人造石墨、中间相炭微球中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述导电剂为石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述硅颗粒为单晶硅、多晶硅、氧化亚硅、二氧化硅中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸支撑的硅碳复合负极材料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚刚，杨远藤，蒋小丽，刘艳霞，赵麟，项玮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：