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一种SiOC复合负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:42208246 阅读:22 留言:0更新日期:2024-07-30 18:51
本发明专利技术公开了一种SiOC复合负极材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用。所述材料包括通过硼酸辅助自组装的SiOC复合材料,其表面包覆有一层聚合物。制备方法为:将单分散SiOC材料与硼酸在去离子水中以质量比10:1‑10:10的比例混合均匀,然后冷冻干燥,热解,得到自组装的SiOC复合材料;将所得SiOC复合材料与聚合单体在N‑甲基吡咯烷酮的酸性溶液中加热搅拌12小时以上后,离心分离,烘干。在连续锂化过程中,聚合物层会因为分子构型的改变而膨胀收缩,为内部SiOC材料的体积膨胀提供了可控空间,从而提高首圈库伦效率和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于动态聚合物构型转换机制的负极材料及其制备方法和应用,属于锂离子电池材料及其制备和应用领域。


技术介绍

1、智能电网、电动汽车和便携式电子产品的快速发展要求下一代锂离子电池(libs)具有良好的循环稳定性和高能量密度。电池的整体能量密度取决于电极材料、电解质和其它重要成分。其中,电极材料是实现高性能储能系统的最重要因素之一。因此,高容量、低电压的负极材料需求量很大。硅(si)具有3579mah/g的高理论容量和理想的锂插层电位(<0.5v),因此受到广泛关注。然而,硅电极的可行应用仍受到许多问题的限制,例如显著的体积膨胀(300%-400%)和不稳定的固态电解质界面。在硅中引入碳可以在一定程度上解决上述问题。近年来,人们对纳米硅碳负极材料进行了大量研究。

2、sioc材料具有理论比容量高、体积膨胀小和生产成本低廉等优点,是最有前途的石墨替代品之一。尽管大量的研究和理论计算证明了sioc在锂电池中的应用潜力,但其固有的低电导率和不可控的四面体电池仍然阻碍了它的实际应用。尽管大量研究和理论计算表明sioc在锂电池中的应用潜本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种SiOC复合负极材料,其特征在于,所述材料包括通过硼酸辅助自组装的SiOC复合材料,其表面包覆有一层聚合物。

2.如权利要求1所述的SiOC复合负极材料,其特征在于,所述聚合物为聚六氮杂萘,其均匀覆盖于SiOC复合材料表面,包覆厚度为5-15nm。

3.如权利要求1所述的SiOC复合负极材料,其特征在于,所述的自组装是有硼酸辅助的诱导互联组装,表现为对表面形貌的重排,诱导单分散SiOC形成规整有序的组装结构。

4.权利要求1-3任一项所述的SiOC复合负极材料的制备方法,其特征在于,将单分散SiOC材料与硼酸在去离子水中以质量比10:1-10:...

【技术特征摘要】

1.一种sioc复合负极材料,其特征在于,所述材料包括通过硼酸辅助自组装的sioc复合材料,其表面包覆有一层聚合物。

2.如权利要求1所述的sioc复合负极材料,其特征在于,所述聚合物为聚六氮杂萘,其均匀覆盖于sioc复合材料表面,包覆厚度为5-15nm。

3.如权利要求1所述的sioc复合负极材料,其特征在于,所述的自组装是有硼酸辅助的诱导互联组装,表现为对表面形貌的重排,诱导单分散sioc形成规整有序的组装结构。

4.权利要求1-3任一项所述的sioc复合负极材料的制备方法,其特征在于,将单分散sioc材料与硼酸在去离子水中以质量比10:1-10:10的比例混合均匀,然后冷冻干燥,热解,得到自组装的sioc复合材料;将所得sioc复合材料与聚合单体在n-甲基吡咯烷酮的酸性溶液中加热搅拌12小时以上后,离心分离,烘干。

5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述硼酸的浓度为0.005-1m;

6.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述单分散...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建平叶巧巧姜苗苗马元元
申请(专利权)人:东华大学
类型:发明
国别省市:

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