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一种微米尺度硅碳复合负极材料的制备及锂离子电池应用制造技术

技术编号:41233040 阅读:21 留言:0更新日期:2024-05-09 23:48
本发明专利技术公开了一种微米尺度硅碳复合负极材料的制备及锂离子电池应用,属于锂离子电池材料领域。微米尺度硅碳复合负极材料的制备方法,包括以下步骤:步骤一,将微米硅基材料与一维导电材料、含有聚乙烯吡咯烷酮的混合液混合,得到样品;步骤二,将步骤一中得到样品在惰性气氛下高温碳化得到多碳源包覆缠绕结构的微米硅复合负极材料。本发明专利技术通过一维导电材料和PVP衍生碳的协同表面改性,极大提升微米硅负极的可逆容量和循环稳定性,制备步骤简单,工艺条件温和,有望大规模落地应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池材料领域,具体涉及一种微米尺度硅碳复合负极材料的制备及锂离子电池应用


技术介绍

1、锂离子电池(libs)因其高电压、无记忆效应、循环寿命长以及环境友好性得到了广泛应用。传统的石墨负极虽然稳定性好,但基于其插层储锂机制导致理论比容量较低(372mah/g),逐渐不能满足人们对高能量密度储能装置的需求。硅(si)负极具有高理论比容量(约为石墨负极的10倍)、较低的工作电压平台、丰富的储量和高安全性,促使它成为最具前景的下一代高能量密度libs负极材料。但是,硅在合金化过程中产生了巨大的体积膨胀、会导致颗粒表面开裂、破碎、粉化。除此之外,不断动态变化的电极-电解质界面会导致首次充放电过程中固体电解质界面膜(sei)的破坏和不可控的生长,最终导致电极粉化、可逆容量迅速衰减。

2、研究表明,将si颗粒进行纳米化处理可有效缓解充放电过程中si颗粒巨大体积膨胀带来的应力,提高电极的稳定性和循环寿命。然而纳米化处理后会带来新的问题,如纳米尺寸造成比表面积大,副反应比较严重;压实密度低,很难实现电池的高能量密度;且纳米级材料的制备成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微米尺度硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一具体操作为:将微米硅基材料与一维导电材料混合,然后将混合物超声分散于含有聚乙烯吡咯烷酮的混合液混合,静置干燥,得到样品;

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一具体操作为:将微米硅基材料分散于含有聚乙烯吡咯烷酮的混合液混合,静置干燥,将干燥后的混合物与一维导电材料混合,得到样品;

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中微米硅基材料为多孔硅材料,通过硅金属体合金脱合金制备得到,粒径为0.5-20μm。<...

【技术特征摘要】

1.一种微米尺度硅碳复合负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一具体操作为:将微米硅基材料与一维导电材料混合,然后将混合物超声分散于含有聚乙烯吡咯烷酮的混合液混合,静置干燥,得到样品;

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一具体操作为:将微米硅基材料分散于含有聚乙烯吡咯烷酮的混合液混合,静置干燥,将干燥后的混合物与一维导电材料混合,得到样品;

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中微米硅基材料为多孔硅材料,通过硅金属体合金脱合金制备得到,粒径为0.5-20μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中一维导电料为单壁碳纳米管、多壁碳...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙林刘烊
申请(专利权)人:盐城工学院
类型:发明
国别省市:

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