一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法，属于硅碳负极材料技术领域，用于解决现有技术中的硅碳负极材料结构容易被破坏、容量衰减严重和现有的硅碳负极材料的比表面积小，电池的库伦效率和比容量有待进一步提高的技术问题；本发明专利技术包括以下步骤：将复合硅藻土置于密闭的石英管中，在混合气体氛围下，石英管温度以5‑8℃/min升温速率升高至700‑780℃，保温处理12‑14h，后处理得到纳米复合硅，本发明专利技术是通过磷酸铁对硅源进行改性后，在其外部包覆氮掺杂石墨烯和多孔碳化层，不仅有效的提高了硅碳复合负极材料的比表面积与振实密度，还提高了其库伦效率、比容量和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅碳负极材料，具体涉及一种多孔硅碳复合负极材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着电动汽车、智能手机等电子设备的普及，对高性能、长寿命的锂离子电池的需求日益增长，负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响到电池的整体性能。

2、目前，锂离子电池负极材料主要包括碳基材料和硅基材料两大类，碳基材料虽然具有良好的循环稳定性和安全性，但其理论比容量较低，难以满足高能量密度电池的需求，硅基材料虽然具有较高的理论比容量，但在充放电过程中体积变化大，易导致电极结构破坏和容量衰减，限制了其在实际应用中的性能。

3、现有技术中，公开号为cn117239048a的一篇中国专利技术专利，公开了一种硅碳负极材料的制备方法，包括：s1、将氧化石墨烯-硅纳米颗粒、石墨、沥青混合，得到混合物料；s2、对混合物料进行连续包覆碳化处理：先将混合物料升温至400℃-800℃，保温3-10h；再升温至碳化温度，保温，冷却；s3、将连续包覆碳化后物料进行石墨化处理，得到。所述方法能够有效地解决完美的石墨烯包覆硅材料导致的容量下降问题，以及因比表面积过本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合气体由氢气与氮气按体积比1:2组成，所述后处理操作包括：反应完成之后，石英管自然降温至室温，粉碎，得到纳米复合硅。

3.根据权利要求1所述的一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、N,N-二甲基甲酰胺和复合纳米硅的用量比为1-2g:0.3-0.5g:50mL:4g，所述后处理操作包括：反应完成之后，向反应釜中加入纯化水，搅拌30-50min，反应釜温度自...

【技术特征摘要】

1.一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合气体由氢气与氮气按体积比1:2组成，所述后处理操作包括：反应完成之后，石英管自然降温至室温，粉碎，得到纳米复合硅。

3.根据权利要求1所述的一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、n,n-二甲基甲酰胺和复合纳米硅的用量比为1-2g:0.3-0.5g:50ml:4g，所述后处理操作包括：反应完成之后，向反应釜中加入纯化水，搅拌30-50min，反应釜温度自然降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤3从后抽干，将其转移到温度为-20℃的冻干机中冻干，得到硅碳复合前驱体。

4.根据权利要求1所述的一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述复合硅藻土由以下步骤加工得到：

5.根据权利要求4所述的一种多孔硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤a1中，所述硅藻土、纯化水的用量比为1g:20-30ml，所述后处理操作包括：反应完成之后，反应釜温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后抽干，滤饼转移到温度为70-80℃的干燥箱中烘干后，将其转移到温度为850-950℃的管式炉中，保温煅烧3-5h，自然降温至室温，出料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范兴仕，张耀车，代习文，陈继银，
申请(专利权)人：安徽省杰事途新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：