一种硅/石墨烯负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:41837903 阅读:20 留言:0更新日期:2024-06-27 18:20
本发明专利技术属于负极材料技术领域,公开了一种硅/石墨烯负极材料及其制备方法和应用。该硅/石墨烯负极材料,依次包括多孔硅、聚合物涂层、石墨烯层,且聚合物涂层包覆所述多孔硅;聚合物层的组成包括聚乙烯醇和聚丙烯酸。本发明专利技术的硅/石墨烯负极材料通过特定的聚合物涂层对多孔硅进行包覆,然后对石墨烯进行很好的粘接,形成整体的硅/石墨烯负极材料复合结构,可有效缓冲硅的体积膨胀,从而降低硅/石墨烯负极材料的体积膨胀,提高循环稳定性,且还提高了硅/石墨烯负极材料的机械强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于负极材料,特别涉及一种硅/石墨烯负极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、石墨是锂离子电池主要的商业负极材料,它具有良好的导电性,出色的循环稳定性,被广泛应用于便携式电子器件中。但是随着新能源行业的不断发展,传统的石墨类负极已经不能满足人们日益增长的高比容量的需求,因此寻求新的负极材料来替代石墨负极变得十分关键。

2、硅负极不仅有超高的理论比容量(室温条件下,接近3759mah/g,是现有商业石墨的近十倍),低的工作电位,而且自然储存丰富,成本低廉,被认为是非常有竞争力的负极活性材料。但是硅负极的广泛应用还面临着许多挑战,如电子电导率低,颗粒团聚,嵌锂过程中体积变化巨大(体积膨胀为原来的400%)。硅负极巨大的体积变化容易引起硅颗粒的脱落,材料破碎粉化、枝晶生长,进而引发安全问题。

3、而现有采用硅材料和碳材料(例如石墨)来制备复合负极,通常容易出现硅材料与碳材料团聚问题,导致无法有效包覆,进而使得复合负极依然出现体积膨胀导致的粉化,循环性能差,以及比容量低的问题。在制备复合负极过程中,现有技术中一般使用聚偏二氟乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅/石墨烯负极材料,其特征在于,依次包括多孔硅、聚合物涂层、石墨烯层,且所述聚合物涂层包覆所述多孔硅;所述聚合物层的组成包括聚乙烯醇和聚丙烯酸。

2.根据权利要求1所述的硅/石墨烯负极材料,其特征在于,所述聚合物层的组成中,聚乙烯醇与聚丙烯酸的体积比为(1-3):1。

3.根据权利要求1所述的硅/石墨烯负极材料,其特征在于,所述多孔硅的孔径为20-60nm。

4.权利要求1-3中任一项所述的硅/石墨烯负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述多孔硅的制备过程为:将...

【技术特征摘要】

1.一种硅/石墨烯负极材料,其特征在于,依次包括多孔硅、聚合物涂层、石墨烯层,且所述聚合物涂层包覆所述多孔硅;所述聚合物层的组成包括聚乙烯醇和聚丙烯酸。

2.根据权利要求1所述的硅/石墨烯负极材料,其特征在于,所述聚合物层的组成中,聚乙烯醇与聚丙烯酸的体积比为(1-3):1。

3.根据权利要求1所述的硅/石墨烯负极材料,其特征在于,所述多孔硅的孔径为20-60nm。

4.权利要求1-3中任一项所述的硅/石墨烯负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述多孔硅的制备过程为:将表面活性剂、溶剂、氨水、正硅酸四乙酯搅拌混合,得到的产物离心、洗涤、干燥,得到二氧化硅;将熔融的氯...

【专利技术属性】
技术研发人员:鞠宇航万军孙振罗明
申请(专利权)人:高能时代深圳新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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