一种多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，涉及锂离子电池技术领域，包括：将生物质碳源粉末与活化剂混合，在高温下烧结成型，研磨破碎过筛获得多孔碳粉末；将多孔碳粉末与催化剂前驱体溶液在水热反应釜中混合，加入还原剂进行水热反应，得多孔碳负载催化剂粉末；将多孔碳负载催化剂粉末置于真空管式炉中并加入气态硅源进行反应，获得多孔碳负载硅纳米线；将多孔碳负载硅纳米线置于气氛炉中，在惰性气氛保护下引入气态碳源进行包覆处理，获得多孔碳负载硅纳米线负极材料。本发明专利技术通过在多孔碳内部直接生长硅纳米线，将原有硅纳米线生长工艺、纯化工艺及浅层包覆工艺直接一步集成为硅碳负极生长工艺，极大降低了合成的工艺难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池，具体为一种多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法。

技术介绍

1、随着新能源技术的发展，逐步摆脱对化石能源的依赖已成为共识，电动汽车领域及各类储能系统对高能量密度锂离子电池的需求也日益增加，电动汽车以及消费类电子产品的迅速普及，加大了对具有长久续航能力、高能量密度和安全性能的锂离子动力电池的迫切需求，锂离子动力电池工业迎来了新的挑战。

2、目前商业化使用的锂离子电池中较成熟的负极材料为石墨，但是由于石墨的理论比容量仅为372mah/g，限制了锂离子电池比能量的进一步提高。而硅具有高容量(达4200mah/g)、低脱锂电位和资源丰富等优点，受到广泛的关注，因此，在石墨的能量密度已经基本被充分发挥的基础上，要想使负极材料在能量密度上有所提升，与硅结合是一种较好的方式。目前也有掺杂少量硅的石墨/硅碳负极材料，但石墨/硅碳混合物的比容量一般也在500mah/g以下，无法满足电动汽车等新能源产业发展的需要，且石墨/硅碳负极材料在使用过程中还存在以下不足：在充放电过程中，硅的体积会膨胀100％-300％，不断地收缩膨胀产生的机械应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中生物质碳源粉末和活化剂的混合质量比为1：0.5-1：5，烧结温度为500-800℃，烧结时间为2-6h，研磨破碎过筛后的多孔碳粉末粒径为5-20μm，其孔径为0.3-2μm。

3.根据权利要求1或2所述的多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，所述生物质碳源粉末为玉米淀粉、松果粉、椰壳粉、花生壳粉中的一种或多种；所述活化剂为KOH或NaOH或二者的组合物。

4.根据权利要求1或3所述的多孔碳负载...

【技术特征摘要】

1.一种多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中生物质碳源粉末和活化剂的混合质量比为1：0.5-1：5，烧结温度为500-800℃，烧结时间为2-6h，研磨破碎过筛后的多孔碳粉末粒径为5-20μm，其孔径为0.3-2μm。

3.根据权利要求1或2所述的多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，所述生物质碳源粉末为玉米淀粉、松果粉、椰壳粉、花生壳粉中的一种或多种；所述活化剂为koh或naoh或二者的组合物。

4.根据权利要求1或3所述的多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中催化剂前驱体溶液为金属离子水溶液；还原剂为水相还原剂，还原剂以1-2ml/min的滴加速度滴入水热反应釜中；多孔碳粉末与催化剂中金属离子及还原剂的摩尔比例为1：0.01：0.02-1：0.1：0.2。

5.根据权利要求4所述的多孔碳负载硅纳米线负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中水热反应的温度为60-100℃，时间为12-24h。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖健淞，严志轩，李钧，李征杰，包尘杰，胡鸿飞，郭小平，黄艳萍，刘中才，张明，刘国钧，
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：