一种负极复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种负极复合材料及其制备方法与应用。本发明专利技术负极复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将高孔隙率碳材料在硅酸盐溶液中搅拌，取出并干燥，使其表面和内部负载硅酸盐；2)将负载硅酸盐的高孔隙率碳材料在酸性溶液中处理，取出并干燥，在高孔隙率碳材料表面和内部生成二氧化硅；3)将负载二氧化硅的高孔隙率碳材料和金属镁，在还原气氛中，通过低压升华所述镁金属，对碳材料中的二氧化硅进行还原反应，反应结束后通过所述酸性溶液酸洗后包覆碳，即得到负极复合材料。本发明专利技术制备方法具有成本低廉、方法简单、适用于量化生产的特点；本发明专利技术材料具有优异的电化学性能，能制备综合性能优异的锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学储能领域，涉及一种负极复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、锂离子电池因具有使用寿命长、比容量高以及环境友好等优点而成为了备受关注的储能系统之一，目前已在小型电子设备、航空航天等领域得到了广泛应用。商业化的锂离子电池通常使用层状过渡金属氧化物作为正极，使用石墨作为负极。虽然目前其比容量已经可以做到接近理论值，但随着新能源汽车等电动代步工具的迅猛发展，传统锂离子电池的功率、能量密度逐渐无法满足消费者的需求。晶体硅在室温下可以提供高达3579ma·h·g-1的理论嵌锂容量，远高于目前的锂离子电池负极材料中应用最为普遍的石墨(372ma·h·g-1)。此外，硅还具有储量高、环境友好、生产成本低等优点。因此，硅负极在要求大容量、高能量密度的动力电池当中具有极佳的应用潜力，但其问题在于：当锂离子完全嵌入硅基体后，硅基体会产生严重的体积膨胀(>300％)，在多次充放电后会导致硅负极粉化，进而导致硅与集流体失去电接触，电池容量迅速衰减；硅负极在循环过程中所产生的体积效应会导致sei膜反复破裂-再生，进而导致电池的库仑效率降低、离子传输电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负极复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述搅拌的时间为0.5～2小时，所述干燥的温度为80～200℃。

3.根据权利要求1或2所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐溶液为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾溶液中的一种或几种的混合；

4.根据权利要求1或2所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述高孔隙率碳材料为多孔碳、活性炭、多孔石墨、碳分子筛和生物碳中的至少一种；

5.根据权利要求1或2所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，...

【技术特征摘要】

1.一种负极复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述搅拌的时间为0.5～2小时，所述干燥的温度为80～200℃。

3.根据权利要求1或2所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐溶液为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾溶液中的一种或几种的混合；

4.根据权利要求1或2所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述高孔隙率碳材料为多孔碳、活性炭、多孔石墨、碳分子筛和生物碳中的至少一种；

5.根据权利要求1或2所述的负极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，在所述酸性溶液中处理的时间为30～60分钟，干燥的温度为150～300℃；

6.根据权利要求1或2所述的负极复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪峰，万文文，姜福阳，赵鹏，刘浩然，张辰，张君，段锐，张笑，王辉，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：