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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池的,具体涉及一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法。
技术介绍
1、日益增长的能源需求,锂电池也逐渐向更高容量的方向发展,从目前的技术水平来看,石墨负极已不能满足日益增长的能量需求,硅材料从自身的高比容量、高比能量,在众多材料中脱颖而出,无疑是目前最受众多研究者们青睐的负极材料。但硅材料本身特性复杂,体积膨胀率大,高达300%,很难维持较好的循环性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,以解决现有技术中导致的上述缺陷。
2、一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,包括如下的步骤:
3、s1:将微米硅和酒精均匀混合,在球磨机中进行球磨,球磨后得到一次球磨样品;
4、s2:将一次球磨样品与氧化铝进行均匀混合,混合后放入球磨机进行球磨混合,球磨后得到二次球磨样品;
5、s3:取二次球磨样品,放在坩埚内,坩埚内加入蒸馏水,放入碳源后,加入二次球磨样品,坩埚内混合后,取出混合物,蒸干水分,烘干样品,得到双层包覆的硅负极材料;
6、s4:取制备的硅负极材料,进行电芯制备,再组装成半电扣式电池,最后做充放电倍率实验。
7、优选的,设计一个对比例,并具体包括如下的步骤:
8、s1:将微米硅和酒精按质量比7:3均匀混合,在球磨机中进行球磨,以500r/min转速工作20h,球磨后得到一次球磨样品;
9、s2:将一次球磨样品与氧化铝按摩
10、s3:取二次球磨样品,放在坩埚内,坩埚内加入蒸馏水,放入碳源后,按摩尔比96:4加入二次球磨样品,坩埚内混合后,取出混合物,蒸干水分,烘干样品,得到双层包覆的硅负极材料;
11、s4:取制备的硅负极材料,进行电芯制备,再组装成半电扣式电池,最后做充放电倍率实验。
12、优选的,设计第一个实验例,并具体包括如下的步骤:
13、s1:将微米硅和酒精按质量比7:3均匀混合,在球磨机中进行球磨,以500r/min转速工作20h,球磨后得到一次球磨样品;
14、s2:取一次球磨样品,放在坩埚内,坩埚内加入蒸馏水,放入碳源后,按摩尔比96:4加入一次球磨样品,坩埚内混合后,取出混合物,蒸干水分,烘干样品,得到无定型碳层包覆的硅负极材料;
15、s3:取制备的硅负极材料,进行电芯制备,再组装成半电扣式电池,最后做充放电倍率实验。
16、优选的,设计第二个实验例,并包括如下的步骤:
17、s1:将微米硅和酒精按质量比7:3均匀混合,在球磨机中进行球磨,以500r/min转速工作20h,球磨后得到一次球磨样品;
18、s2:将一次球磨样品与氧化铝按摩尔比95:5进行均匀混合,混合后放入球磨机进行球磨混合,先以300r/min转速工作10h,再以400r/min转速工作5h,球磨后得到氧化铝包覆的硅负极材料;
19、s3:取制备的硅负极材料,进行电芯制备,再组装成半电扣式电池,最后做充放电倍率实验。
20、优选的,设计第三个实验例,并包括如下的步骤:
21、s1:将微米硅和酒精按质量比7:3均匀混合,在球磨机中进行球磨,以500r/min转速工作20h,球磨后得到一次球磨样品;
22、s2:取制备的硅负极材料,进行电芯制备,再组装成半电扣式电池,最后做充放电倍率实验。
23、优选的,其中半电扣式电池制作流程如下:
24、s1:将质量比为95%的硅负极材料、1.5%导电碳黑、1.5%羧甲基纤维素钠等加入搅拌罐中,再加入2.0%丁苯橡胶,然后进行高速搅拌制成负极浆料;
25、s2:将制备的负极浆料涂覆在6um铜箔上,然后进行110±5℃烘烤、辊压,裁片,制成负极极片;
26、s3:准备纯锂片、弹片、垫片、隔膜、电池壳制作成半电扣电;
27、s4:取3ea平行样做0.5c/0.5c循环测试,循环200圈,观察比容量衰减情况;再取3ea平行样满充后做eis测试;最后取3ea平行样满充后做充放电测试。
28、与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:
29、1、本专利技术将微米工业用硅负极,进行预处理后,经过球磨技术,球磨至纳米球状,通过球磨技术,与氧化铝球形颗粒相结合,对球形硅进行初步聚集包覆。在初步包覆体上,利用pvp为碳源,进行二次包覆,形成双层包覆的硅负极材料。硅负极在循环性能上得到很大提升。
30、2、双层包覆结构的协同作用主要抑制了硅负极材料的体积膨胀,提升了电芯的循环性能;最外层的无定型碳层,增加了硅负极导电性,碳层薄度和内层氧化铝颗粒间隙缩短了锂离子的传输距离,同时细化后的球形结构增加了比表面积,提升了电芯的倍率性能。
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1.一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:包括如下的步骤:
2.根据权利要求1所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:设计一个对比例,并具体包括如下的步骤:
3.根据权利要求1所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:设计第一个实验例,并具体包括如下的步骤:
4.根据权利要求1所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:设计第二个实验例,并包括如下的步骤:
5.根据权利要求1所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:设计第三个实验例,并包括如下的步骤:
6.根据权利要求2-5任意所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:其中半电扣式电池制作流程如下:
【技术特征摘要】
1.一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:包括如下的步骤:
2.根据权利要求1所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:设计一个对比例,并具体包括如下的步骤:
3.根据权利要求1所述的一种双层包覆结构球形硅负极材料制备方法,其特征在于:设计第一个实验例,并具体包括如下的步骤:
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:张黎,冯艳,谢嘉欣,晏子聪,
申请(专利权)人:芜湖天弋能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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