【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，尤其涉及一种锂离子电池用新型硅碳负极材料及其制备方法。
技术介绍
1、目前的硅基材料主要分为硅氧材料及其硅碳材料，硅碳材料分为砂磨法硅碳及其硅烷裂解法硅碳，二硅烷裂解法硅碳材料以其比容量高、膨胀低、循环性能好等优点而成为高能量密度锂离子电池的主要材料。但是由于硅烷裂解法硅碳所用的多孔碳材料存在比表面积高、电子导电率差及其孔径分布不均匀，造成其材料的快充性能偏差。
2、因此，如何提升材料的快充性能，成为人们亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种锂离子电池用新型硅碳负极材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种锂离子电池用新型硅碳负极材料，包括内核和外壳；所述内核为硅镁共掺杂多孔硬碳，所述外壳为杂原子掺杂软碳材料。
4、进一步的，所述外壳占所述新型硅碳负极材料的质量百分比为2-8wt％。
5、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：
6、s1、将树脂类化合物、水溶性有机化合物模板剂和镁盐化合物模板剂添加到去离子水中，分散均匀，之后进行水热反应，反应结束后收集滤渣，将所述滤渣真空干燥，之后通入酸性气体和碱性气体对所述滤渣表面活化造孔，之后进行碳化，得到镁掺杂多孔硬碳；
7、s2、将镁掺杂多孔
8、s3、将所述硅碳前驱体材转移到管式炉中，排出管式炉内空气，抽真空到≤0.01mpa，最后通过杂原子气体对所述硅碳前驱体材表面钝化得到中间体；按照中间体材料:沥青＝100:1-5，将中间体材料与沥青进行混合包覆，碳化后，得到所述锂离子电池用新型硅碳负极材料。
9、进一步的，步骤s1中，树脂类化合物、水溶性有机化合物模板剂和镁盐化合物模板剂的质量比为100：1-5：1-5。
10、进一步的，步骤s1中，所述水热反应的温度为100-200℃，压强为1.5-4.5mpa，反应时间1-6h。
11、进一步的，步骤s1中，所述碳化的温度为1100-1500℃，碳化时间1-6h。
12、进一步的，所述步骤s2包括加热升温到400-500℃，保持腔体的压强为1-3mpa，进行沉积1-6h。
13、进一步的，步骤s3中，所述杂原子气体为二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、一氧化氯、二氧化氯、三氧化氯、一氧化二氯、二氧化二氯中的任意一种，流量500sccm，时间3h。
14、进一步的，步骤s3中，所述碳化的温度为1000-1200℃，碳化时间1-6h。
15、进一步的，所述树脂类化合物包括甲基硅树脂、甲基苯基硅树脂、基乙烯基硅树脂中的任意一种。
16、与现有技术相比，本专利技术的优点包括：
17、1)本专利技术提供的锂离子电池用新型硅碳负极材料将树脂类化合物、水溶性有机化合物模板剂、镁盐化合物模板剂通过水热反应制备出多孔硬碳，并进行镁掺杂提升材料的电子导电率；同时，二正丙胺、三乙胺、二异丙胺、吡啶等水溶性有机化合物模板剂，在碳化过程中生成氮掺杂多孔硬碳提升材料的电子导电率；并进一步通过酸性气体和碱性气体对其表面进行造孔提升材料的活性点，提升材料的比容量。
18、2)本专利技术提供的锂离子电池用新型硅碳负极材料通过杂原子气体对其表面进行钝化处理，提升首次效率及其高温存储性能；同时，在其最外层通过气相沉积法进行无定形碳沉积，提升材料的首次效率及其高温存储性能。
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1.一种锂离子电池用新型硅碳负极材料，其特征在于：包括内核和外壳；所述内核为硅镁共掺杂多孔硬碳，所述外壳为杂原子掺杂软碳材料。
2.根据权利要求1所述锂离子电池用新型硅碳负极材料，其特征在于：所述外壳占所述新型硅碳负极材料的质量百分比为2-8wt％。
3.一种如权利要求1-2中任一项所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，树脂类化合物、水溶性有机化合物模板剂和镁盐化合物模板剂的质量比为100：1-5：1-5。
5.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述水热反应的温度为100-200℃，压强为1.5-4.5Mpa，反应时间1-6h。
6.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述碳化的温度为1100-1500℃，碳化时间1-6h。
7.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述杂原子气体为二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、一氧化氯、二氧化氯、三氧化氯、一氧化二氯、二氧化二氯中的任意一种，流量500sccm，时间3h。
9.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述碳化的温度为1000-1200℃，碳化时间1-6h。
10.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中树脂类化合物包括甲基硅树脂、甲基苯基硅树脂、基乙烯基硅树脂中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用新型硅碳负极材料，其特征在于：包括内核和外壳；所述内核为硅镁共掺杂多孔硬碳，所述外壳为杂原子掺杂软碳材料。
2.根据权利要求1所述锂离子电池用新型硅碳负极材料，其特征在于：所述外壳占所述新型硅碳负极材料的质量百分比为2-8wt％。
3.一种如权利要求1-2中任一项所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，树脂类化合物、水溶性有机化合物模板剂和镁盐化合物模板剂的质量比为100：1-5：1-5。
5.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述水热反应的温度为100-200℃，压强为1.5-4.5mpa，反应时间1-6h。
6.根据权利要求3所述锂离子电池用新型硅碳负极材料的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，吕波，路鹏飞，郭明，
申请(专利权)人：金昌鑫金源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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