一种石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法技术

技术编号:41289655 阅读:33 留言:0更新日期:2024-05-11 09:39
本发明专利技术涉及一种石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,属于锂离子电池负极材料技术领域。本发明专利技术切割硅废料加入到金属盐刻蚀液中,在温度25~80℃下经金属辅助化学刻蚀法预处理1~120min,再经清洗剂清洗去除预处理硅废料表面的金属纳米粒子,固液分离,干燥得到高纯多孔硅粉;将高纯多孔硅粉和腐殖酸粉末加入到去离子水中,然后在搅拌条件下滴加氨水溶液至腐殖酸粉末完全溶解,加热蒸干溶剂得到腐殖酸包覆高纯多孔硅粉Si@HA;将腐殖酸包覆高纯多孔硅粉Si@HA退火处理,使腐殖酸热分解后原位合成石墨烯,得到石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料Si@G。本发明专利技术多层石墨烯壳体可双重缓解硅颗粒的体积膨胀效应,减少容量损失,提高负极材料的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,属于锂离子电池负极材料。


技术介绍

1、随着新能源行业的蓬勃发展,锂离子电池逐步在往更高能量密度、更长循环寿命的方向发展。负极作为锂离子电池的重要组成部分,使用高容量的负极材料可以有效提升全电池能量密度。经过数十年发展,目前最常用的石墨材料实际比容量已经可以达到360-365mah/g,十分接近理论比容量(372mah/g),继续改善石墨负极性能对锂离子电池性能提升十分有限。

2、硅基负极因其理论比容量高,含量丰富,嵌锂电位合适等优点,逐渐成为可替代石墨的下一代锂电池负极材料。然而,硅在锂化时的严重体积效应是硅基材料商业化的最大限制。硅在完全锂化时,剧烈的体积变化(大约400%)既会使硅颗粒粉碎,失去与电极的接触,导致循环效率低,容量损失迅速;亦会导致sei膜不断的破裂与重生,这个过程会大量消耗活性锂和电解液,从而加速电池的容量衰减与老化。目前,多孔化、纳米化和碳包覆是解决硅负极膨胀的有效方法,但多数技术路线流程复杂、条件严苛,由于生产能力的限制,技术成本仍然高昂。

...

【技术保护点】

1.一种石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)金属盐刻蚀液为H2O2-HF-金属盐-醇类溶液,金属盐刻蚀液与切割硅废料的液固比mL:g为1~10:1。

3.根据权利要求2所述石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于:H2O2-HF-金属盐-醇类溶液中H2O2浓度为0.1~5mol/L,HF浓度为0.5~4mol/L,金属盐浓度为0.001~1mol/L,醇类浓度为0.1~20mol/L。

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)金属盐刻蚀液为h2o2-hf-金属盐-醇类溶液,金属盐刻蚀液与切割硅废料的液固比ml:g为1~10:1。

3.根据权利要求2所述石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于:h2o2-hf-金属盐-醇类溶液中h2o2浓度为0.1~5mol/l,hf浓度为0.5~4mol/l,金属盐浓度为0.001~1mol/l,醇类浓度为0.1~20mol/l。

4.根据权利要求1所述石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合负极材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)金属盐为agno3、cuso4、cucl2或cu(no3)2,醇类为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丙烯醇、乙烯醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述石墨烯原位包覆高纯多孔硅复合...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛研捷赵丽萍马文会席风硕李绍元魏奎先刘昊博魏梦圆陆继军万小涵童仲秋伍继君陈正杰
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1