一种高稳定硅碳复合负极材料及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高稳定硅碳复合负极材料及制备方法与应用。该高稳定硅碳复合负极材料通过制备新型玻璃相前驱体和无机快离子导体材料在硅表面通过分子间作用力形成包覆，形成抑制体积膨胀并提供锂离子传输通道的缓冲体，大幅提升硅负极材料循环寿命和倍率性能，（1）将制备的Li‑M‑P‑O@PS<subgt;4‑x</subgt;Cl<subgt;x</subgt;体系的玻璃前驱体在流动性状态与Si负极表面含氧基团通过分子间作用力包覆在硅颗粒表面，M为金属，包括Zn、W、Sn、Zr、Mg、Ca、Ge的一种或多种；（2）材料表面包覆无机快离子导体材料Li<subgt;2</subgt;A(CN<subgt;2</subgt;)<subgt;3</subgt;，实现锂离子在界面的高速传输和均匀沉积。本发明专利技术所制备的高稳定硅碳复合负极材料具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料领域，具体涉及一种高稳定硅碳复合负极材料及制备方法与应用。

技术介绍

1、随着科技的不断进步，电池技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。在各种电池技术中，锂离子电池因具有高能量密度、长寿命、环保等优点而备受关注。然而，随着电动汽车、移动设备等领域的快速发展，对电池的性能要求也越来越高。在提高锂离子电池性能的诸多因素中，负极材料的选择与优化是关键之一。在传统的锂离子电池中，石墨是最常用的负极材料。然而，由于石墨的的理论容量较低，难以满足高比能电池应用需求。

2、硅基材料因其高理论容量、低成本、良好的电导性等优点成为了潜在的替代石墨的负极材料。其中，纯硅负极材料的理论容量高达4200mah/g，远高于石墨的理论容量372mah/g。此外，硅负极材料还具有较高的能量密度、良好的循环寿命和倍率性能等优点。然而，硅负极材料也存在一些问题，如体积变化大、容量衰减快等，这主要是由于在充放电过程中，硅颗粒的体积会随着锂离子的嵌入和脱出而发生变化，导致电极结构不稳定、容量快速衰减等问题。为了解决这些问题，研究者们提出了各种方法，如纳米化、复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高稳定硅碳复合负极材料，其特征在于：通过制备新型玻璃相前驱体和无机快离子导体材料在硅表面通过分子间作用力形成包覆，形成抑制体积膨胀并提供锂离子传输通道的缓冲体，大幅提升硅负极材料循环寿命和倍率性能，

2. 根据权利要求1所述的高稳定硅碳复合负极材料，其特征在于，所述玻璃前驱体的化学表达式为a Li2O-b MO-c Li3-xPS4-xClx (1-a-b-c) P2O5，0<a<1，0<b<1, 0<c<0.2,0<x<3，玻璃前驱体中P2O5摩尔数占比＞40%。

3. 根据权利要求1所述的高稳定硅碳复合负...

【技术特征摘要】

1.一种高稳定硅碳复合负极材料，其特征在于：通过制备新型玻璃相前驱体和无机快离子导体材料在硅表面通过分子间作用力形成包覆，形成抑制体积膨胀并提供锂离子传输通道的缓冲体，大幅提升硅负极材料循环寿命和倍率性能，

2. 根据权利要求1所述的高稳定硅碳复合负极材料，其特征在于，所述玻璃前驱体的化学表达式为a li2o-b mo-c li3-xps4-xclx (1-a-b-c) p2o5，0<a<1，0<b<1, 0<c<0.2,0<x<3，玻璃前驱体中p2o5摩尔数占比＞40%。

3. 根据权利要求1所述的高稳定硅碳复合负极材料，其特征在于，无机快离子导体材料li2a(cn2)3，a为 ni、zr、nb、mn、fe、ti、cr、cu、zn、co、bi的金属离子或金属氧离子的一种或多种，颗粒尺寸在50~300nm之间。

4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的高稳定硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的高稳定硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述含氧li源包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘锦勇，刘坤，
申请(专利权)人：无锡锂凰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：