多孔硅碳负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及多孔硅碳负极材料及其制备方法和应用，属于锂离子电池负极材料制备技术领域。该多孔硅碳负极材料由简单的溶胶‑凝胶法和碳化法在碳层内部的硅颗粒之间成功制造空隙空间而得。具体为：首先利用硅烷偶联剂改善硅和聚苯乙烯自牺牲模板的连接性，然后引入酚醛树脂层包覆改性后硅和聚苯乙烯的表面，最后经一步碳化法在碳化酚醛树脂层的同时热分解聚苯乙烯以获得多孔结构。碳化形成的碳层改善了材料导电性，增强了电极结构稳定性，有助于提高其循环稳定性，多孔结构明显改善了材料的体积膨胀问题，加速了锂离子在复合材料中的嵌入和脱出，提高了其电化学性能。优异的电化学性能使得该材料作为负极在锂离子电池中将具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池负极材料制备，涉及多孔硅碳负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池因其具有高能量密度、高功率密度、无记忆效应等众多优点，从而具有广阔的应用前景，如今已在电动汽车和移动电子设备等领域得到了广泛的应用。在锂离子电池中，负极材料对电池的能量密度有着至关重要的影响。然而，目前商用的负极材料如石墨的理论容量仅为372mah·g-1，理论容量较低使得锂离子电池很难达到更高能量密度的目标，在多场景的应用中具有局限性。因此，提高锂离子电池的能量密度具有十分重要的意义。

2、研究发现，硅基负极材料具有高达4200mah·g-1的理论容量，约是石墨的十倍以上，同时具有便宜无毒、对环境友好的优点，被认为是目前最有前途的锂离子电池负极材料。尽管硅基负极材料理论容量非常高，但是其存在严重的体积膨胀效应、不稳定的固体电解质界面(sei)膜以及较弱的导电性等诸多问题，从而极大地限制了其商业化发展。因此，有必要对现有的硅基负极材料进行优化。

3、目前，研究人员主要通过制造多孔和包覆碳层的方式解决上述硅基负极材料存在的问题。cn本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚苯乙烯和乙醇的质量体积比为0.05～0.4:10～30，g:mL；所述硅粉和去离子水的质量体积比为0.1～0.3:20～40，g:mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷偶联剂、去离子水、分散液A和分散液B的质量体积比为0.1～0.3:0.2～0.6:10～30:20...

【技术特征摘要】

1.一种多孔硅碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚苯乙烯和乙醇的质量体积比为0.05～0.4:10～30，g:ml；所述硅粉和去离子水的质量体积比为0.1～0.3:20～40，g:ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷偶联剂为kh550、kh560或kh570中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷偶联剂、去离子水、分散液a和分散液b的质量体积比为0.1～0.3:0.2～0.6:10～30:20～40，g:ml:ml:ml。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述固体粉末、十六烷基三甲基溴化铵和乙醇水溶液的质量体积比为0.15～0.7:...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔月华，何欣燃，向小林，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：