一种双壳层硅碳复合材料及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术公开一种双壳层硅碳复合材料及其制备方法、锂离子电池，其中双壳层硅碳复合材料包括：硅碳基材；包覆于硅碳基材上的第一包覆层；包覆于第一包覆层上的第二包覆层；硅碳基材具有孔隙和位于所述孔隙中的硅纳米颗粒；第一包覆层和第二包覆层其中一者的材料为碳，另一者的材料为金属氟化物。本发明专利技术通过采用含有若干个孔隙的硅碳基材，其中硅主要分布在碳的孔隙中，内部留有足够的空间容纳硅的膨胀，缓解嵌锂过程中因为体积变化产生的应力。通过设置碳包覆层，提升整体的导电性能，缓解硅在循环过程中较大的体积膨胀。通过设置金属化合物包覆层，避免在锂离子电池循环过程中SEI层的生成，进而提升锂离子电池首次循环库伦效率和循环库伦效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种双壳层硅碳复合材料及其制备方法、锂离子电池。

技术介绍

1、随着电动汽车、储能技术和便携式电子产品的快速发展，锂离子电池作为不可或缺的电力存储设备而广受关注。硅作为一种负极活性材料，具有合适的工作电压，高理论比容量以及充足的原料储备，具有极高的发展潜力。

2、然而，硅作为负极活性材料存在几个缺点。首先，硅作为一种典型的半导体材料，其电子导电性不能满足快速动力学的反应需求。其次，硅在充电/放电过程中会发生超过300％的膨胀，可能导致结构崩溃以及活性硅纳米颗粒和集流体之间失去电接触。电解质的消耗导致固体电解质界面(sei)膜不断产生。此外，当前锂离子电池的电解液通常使用lipf6溶于各种碳酸脂溶剂中，例如碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)以及碳酸乙烯酯(ec)，这类电解液通常含有水杂质，导致lipf6水解产生氢氟酸(hf)。氢氟酸不稳定易电离生成氟化锂(lif)和五氟化磷(pf5)。pf5属于较强的路易斯酸，容易催化碳酸脂溶液分解，导致一系列副反应发生，进而对负极中的硅产生刻蚀效应，影响硅负极容量发挥，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双壳层硅碳复合材料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双壳层硅碳复合材料，其特征在于，所述孔隙的大小为0.1～100nm。

3.根据权利要求1所述的双壳层硅碳复合材料，其特征在于，所述硅纳米颗粒的尺寸为0.1～50nm。

4.根据权利要求1所述的双壳层硅碳复合材料，其特征在于，所述第一包覆层的厚度为10-15nm，所述第二包覆层的厚度为1-3nm。

5.一种权利要求1至4任一项所述的双壳层硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一包覆层和所述第二包覆层...

【技术特征摘要】

1.一种双壳层硅碳复合材料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双壳层硅碳复合材料，其特征在于，所述孔隙的大小为0.1～100nm。

3.根据权利要求1所述的双壳层硅碳复合材料，其特征在于，所述硅纳米颗粒的尺寸为0.1～50nm。

4.根据权利要求1所述的双壳层硅碳复合材料，其特征在于，所述第一包覆层的厚度为10-15nm，所述第二包覆层的厚度为1-3nm。

5.一种权利要求1至4任一项所述的双壳层硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉凤君，黄巧婷，高景川，王预，慈立杰，
申请(专利权)人：深圳索理德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：