一种原位制备的柔性自支撑电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种原位制备的柔性自支撑电极材料及其制备方法和应用，原位制备的柔性自支撑电极材料包括:碳纳米纤维、纳米硅以及碳壳；其中，纳米硅分散于碳纳米纤维的表面，碳壳包覆于碳纳米纤维的外表面；碳纳米纤维是有机碳源通过静电纺丝后经高温碳化获得；碳纳米纤维的横截面直径为50nm‑2000nm；碳纳米纤维占柔性自支撑电极材料的质量百分比为30％‑70％；纳米硅是通过将二氧化硅溶胶均匀分散在碳纳米纤维表面上再经过还原制得；纳米硅占柔性自支撑电极材料的质量百分比为20％‑70％；碳壳占原位制备的柔性自支撑电极材料总质量的1％‑20％；本发明专利技术提供的柔性自支撑电极材料作为极片应用于锂电池中，可提高锂电池的首周库伦效率和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料，特别涉及一种原位制备的柔性自支撑电极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、由于智能手机和电动汽车等领域的技术发展，对能够提供更大功率容量的高能量密度和快速充电的锂离子电池的需求不断增加。

2、硅是最具吸引力的候选材料，因为它具有4200mah/g的高理论容量、丰富的产量、低嵌锂平台以及低生产成本等优势。然而在电池循环过程中，硅颗粒产生的巨大的体积膨胀，限制了其进一步发展。

3、现有技术中已经公开了多种si/c纳米纤维的制备方法，其中通过静电纺丝制备的电纺碳纳米纤维具有连续的内部交联结构，可以提高活性物质的导电性，并且对硅基负极的体积膨胀可以起到缓冲的作用，同时，碳纳米纤维还具有优异的力学性能，无需添加粘合剂即可直接用作负极，可以在一定程度上提升材料的充电性能和循环性能。但是，现有静电纺丝制备si/c纳米纤维材料的方法仍不能解决硅在碳纳米纤维中团聚的问题，从而影响了电池的首周库伦效率和循环性能。

技术实现思路

1、本专利技术实施例提供了一种原位制备的柔性自支撑电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种原位制备的柔性自支撑电极材料，其特征在于，所述原位制备的柔性自支撑电极材料包括:碳纳米纤维、纳米硅以及碳壳；其中，所述纳米硅分散于所述碳纳米纤维的表面，所述碳壳包覆于所述碳纳米纤维的外表面；

2.根据权利要求1所述的原位制备的柔性自支撑电极材料，其特征在于，所述碳纳米纤维的横截面直径为150nm；所述碳纳米纤维占所述柔性自支撑电极材料的质量百分比为50％；

3.一种上述权利要求1或2所述的原位制备的柔性自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括:

4.根据权利要求3所述的原位制备的柔性自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，所述有机碳...

【技术特征摘要】

1.一种原位制备的柔性自支撑电极材料，其特征在于，所述原位制备的柔性自支撑电极材料包括:碳纳米纤维、纳米硅以及碳壳；其中，所述纳米硅分散于所述碳纳米纤维的表面，所述碳壳包覆于所述碳纳米纤维的外表面；

2.根据权利要求1所述的原位制备的柔性自支撑电极材料，其特征在于，所述碳纳米纤维的横截面直径为150nm；所述碳纳米纤维占所述柔性自支撑电极材料的质量百分比为50％；

3.一种上述权利要求1或2所述的原位制备的柔性自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括:

4.根据权利要求3所述的原位制备的柔性自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，所述有机碳源包括：聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、聚醚砜、聚氨酯、聚苯乙烯、聚酰胺、醋酸纤维素、壳聚糖中的一种或多种；

5.根据权利要求3所述的原位制备的柔性自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的制备方法具体为：以水和醇类化合物作为反应介质，向反应介质中加入硅源材料，充分搅拌，之后加入催化剂，继续搅拌反应6小时-30小时，得到所述二氧化硅溶胶；

6.根据权利要求3所述的原位制备的柔性自支撑电极材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵金，刘柏男，罗飞，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：