复合负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:40911632 阅读:17 留言:0更新日期:2024-04-18 14:40
本申请实施例提供了一种复合负极材料,包括无定型硅材料和非碳导电剂,其中,所述非碳导电剂分散在所述无定型硅材料中,所述非碳导电剂的莫氏硬度大于或等于6,所述复合负极材料的XRD谱图中,Si(111)晶面衍射峰的峰高与峰宽之比小于1。该复合负极材料的导电性能良好、体积膨胀效应低,电池的循环性能及倍率性能等较好。本申请实施例还提供了该复合负极材料的制备方法及相关应用。

【技术实现步骤摘要】

本申请实施例涉及锂离子电池,特别是涉及复合负极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、硅材料的电位平台适中、储量丰富、具有10倍于石墨的理论比容量(约3579mah/g),被认为是开发更高能量密度的锂二次电池的理想负极材料。然而,硅材料在脱嵌锂过程中的体积变化较大,易发生颗粒粉化,同时硅材料的本征电导性差,这极大地制约了硅材料的商业化进程。

2、研究表明,相较于晶体硅材料,无定型硅材料的体积膨胀效应较低,耐粉化性能好,但适用于锂电池负极的无定型硅粉的制备较困难,其中,相较于化学气相沉积等制备技术,通过机械球磨法制备无定型硅具有工艺简单、成本低等优点,然而目前的球磨工艺难以达到高度无定形化的效果。此外,为提高硅材料的电导率,通常做法是将其与导电碳材料进行复合,例如将有机碳源与硅材料混合,通过有机碳源热解碳化得到的导电碳来赋予整体材料一定的导电性,但所得导电碳材料的导电性不足且缺陷位点多,会降低硅材料的可逆容量及库伦效率。

3、因此,有必要提供一种可解决高度无定型化硅材料的制备困难及导电性差问题的技术方案。

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【技术保护点】

1.一种复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料包括无定型硅材料和非碳导电剂,其中,所述非碳导电剂分散在所述无定型硅材料中,所述非碳导电剂的莫氏硬度大于或等于6,所述复合负极材料的XRD谱图中,Si(111)晶面衍射峰的峰高与峰宽之比小于1。

2.如权利要求1所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料的透射电子显微镜照片中,任一直径为100nm的选定区域内,所述无定型硅材料与所述非碳导电剂的分布面积比小于或等于3。

3.如权利要求2所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料的透射电子显微镜照片中,任一直径为100nm的选定区域内,所述无定型硅材料与所...

【技术特征摘要】

1.一种复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料包括无定型硅材料和非碳导电剂,其中,所述非碳导电剂分散在所述无定型硅材料中,所述非碳导电剂的莫氏硬度大于或等于6,所述复合负极材料的xrd谱图中,si(111)晶面衍射峰的峰高与峰宽之比小于1。

2.如权利要求1所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料的透射电子显微镜照片中,任一直径为100nm的选定区域内,所述无定型硅材料与所述非碳导电剂的分布面积比小于或等于3。

3.如权利要求2所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料的透射电子显微镜照片中,任一直径为100nm的选定区域内,所述无定型硅材料与所述非碳导电剂的分布面积比为0.5-2。

4.如权利要求1-3任一项所述的复合负极材料,其特征在于,所述非碳导电剂在室温下的电子电导率大于或等于1s/cm。

5.如权利要求1-4任一项所述的复合负极材料,其特征在于,所述非碳导电剂包括铱、碳化铱、碳化铌、碳化镍、氮化钇、氮化锰、氮化钽、氮化锆、氮化钒、氮化铌、氮化钼、氮化钨、磷化钛、磷化铱、磷化锗、磷化铜中的一种或多种。

6.如权利要求1-5任一项所述的复合负极材料,其特征在于,所述无定型硅材料的质量占所述非碳导电剂与所述无定型硅材料的质量之和的20%-80%。

7.如权利要求1-6任一项所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材料中,所述非碳导电剂的粒径小于或等于50nm。

8.如权利要求1-7任一项所述的复合负极材料,其特征在于,所述复合负极材...

【专利技术属性】
技术研发人员:兰丹妮田纪宇马强洪响
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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