一种硅碳负极及其制备方法技术

技术编号:41502453 阅读:76 留言:0更新日期:2024-05-30 14:44
本发明专利技术提供了一种硅碳负极及其制备方法,属于锂离子电池负极制备技术领域。本发明专利技术的硅碳负极由90‑100份有机硅、1‑5份分散剂、3‑10份石墨烯1‑5份氮掺杂剂、20‑60份沥青混合,高温碳化制备而成。本发明专利技术原位生成的纳米硅均匀分散在石墨烯和同步碳化包覆软碳中,形成的碳包覆层稳定,能够承受充放电引起的膨胀和收缩,产品容量高,在500mA下,容量790mA/g,循环1000次,效率78%,首次效率92%,并且生产成本低,工艺流程短,便于大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池负极制备,尤其涉及一种硅碳负极及其制备方法


技术介绍

1、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、硅基负极具有能量密度高,原料分部广泛,放电平台合适等优点,被认为是较具前途的下一代锂离子电池负极材料。其中硅基负极主要包括两类:

3、1)单质硅负极,其理论比容量高达4,200mah/g,超过石墨负极的10倍。

4、2)氧化亚硅负极,其理论比容量达2,600mah/g,同样远高于石墨负极。

5、虽然单质硅材料拥有较高的比容量,但是仍存在一些问题:1)循环稳定性弱:硅充放电过程中体积膨胀收缩变化达320%(石墨仅12%),会产生较大的机械应力,多次循环后硅颗粒会发生破碎和粉化,造成负极失效;2)导电性不佳:硅是半导体,与导电剂及负极粘结剂的接触较差,导致电极整体导电性不佳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极,其特征在于,由如下重量份的原料组成:有机硅90-100份、分散剂1-5份、石墨烯3-10份、氮掺杂剂0-5份、沥青20-60份。

2.根据权利要求1所述硅碳负极,其特征在于,所述有机硅为含有重复硅氧链的一类有机聚合物。

3.根据权利要求2所述硅碳负极,其特征在于,所述含有重复硅氧链的一类有机聚合物为甲基硅油、二甲基硅油、二乙基硅油、羟基硅油、含氢硅油、硅脂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述硅碳负极,其特征在于,所述分散剂是指有助于石墨烯在硅油中分散的表面活性剂、相转移剂、硅偶联剂中的一种或多种。

5.根据权利要求4所...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极,其特征在于,由如下重量份的原料组成:有机硅90-100份、分散剂1-5份、石墨烯3-10份、氮掺杂剂0-5份、沥青20-60份。

2.根据权利要求1所述硅碳负极,其特征在于,所述有机硅为含有重复硅氧链的一类有机聚合物。

3.根据权利要求2所述硅碳负极,其特征在于,所述含有重复硅氧链的一类有机聚合物为甲基硅油、二甲基硅油、二乙基硅油、羟基硅油、含氢硅油、硅脂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述硅碳负极,其特征在于,所述分散剂是指有助于石墨烯在硅油中分散的表面活性剂、相转移剂、硅偶联剂中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述硅碳负极,其特征在于,所述分散剂是...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈建生刘建文王龙胡丹陈熙李群寅袁文博
申请(专利权)人:湖北迈可凯科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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