一种用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料及其制备方法，所述多孔碳/硅复合材料由多孔碳和包覆在多孔碳表面的PAN碳化形成的非晶碳层组成，材料中引入了碳缺陷的同时保持了非晶碳层结构的完整性，非晶碳层中具有吡啶型氮和吡咯型氮。本发明专利技术以PAN作为碳层的原料，同时控制300‑500℃的热处理条件，最终得到了具有上述特殊结构的多孔硅/碳复合材料，有效改善了硅基负极材料的体积膨胀问题，大幅提高了多孔硅/碳复合材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池，具体涉及一种用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、目前新能源车用锂电池负极以石墨材料为主，但其实际比容量仅360-365mah/g，无法满足电动汽车对长续航场景的要求。而硅基负极材料的最高理论比容量高达3579mah/g，未来或将成为备受关注的动力电池负极材料。硅元素在地壳中储量丰富且易开采，能满足大规模应用的需求，同时还具有快充性能好、续航能力强、安全性能好的优点，但是也存在以下问题：1、充放电膨胀问题。在锂电池充放电过程中，硅材料的体积会发生高达300％的膨胀，反复的大体积膨胀会造成硅基负极材料产生裂纹直至粉化，最终影响电池的循环寿命。2、首次库伦效率低。在锂电池首次充放电过程中，硅基材料的首次不可逆锂损耗达15％-35％。

2、针对硅基负极材料在性能方面的缺陷，目前业界提出了采用氧化硅、纳米化处理、多孔化、碳包覆处理、硅碳复合处理等方法来改善充放电时体积膨胀的问题，通过预嵌锂等方式改善首效低的问题。但是现有技术中应用于锂电池硅负极的手段尚未成熟，仍需优化，在实际应用时，搭载硅基负极的动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料，其特征在于，包括多孔硅和包覆在多孔硅表面的聚丙烯腈碳化后形成的非晶碳层；

2.根据权利要求1所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料，其特征在于，

3.一种权利要求1所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求2所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述硅粉为微米级，粒径2-10μm，比表面积0.015-0.050m2/g；

5.根据权利要求2所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料...

【技术特征摘要】

1.一种用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料，其特征在于，包括多孔硅和包覆在多孔硅表面的聚丙烯腈碳化后形成的非晶碳层；

2.根据权利要求1所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料，其特征在于，

3.一种权利要求1所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求2所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述硅粉为微米级，粒径2-10μm，比表面积0.015-0.050m2/g；

5.根据权利要求2所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述硅粉和金属锂混合摩尔比为1：(0.5-2)。

6.根据权利要求2所述的用于高性能锂离子电池的多孔硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述热处理过程包括，以1-10℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖菁，王雅飞，韩俊伟，孔德斌，魏伟，
申请(专利权)人：至微新能常州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：