一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料及其极片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料，以聚苯乙烯微球、苯胺单体、和过硫酸铵为原料，经低温反应制得聚苯胺包覆的聚苯乙烯微球PS‑PANI，再与纳米硅粉Si复合，即可制得PS‑PANI/Si，PS‑PANI为负应变导电聚合物；PS‑PANI/Si为活性物质。其制备方法，包括以下步骤：1，导电负应变微球的制备；2，硅基负极材料的制备。一种基于PS‑PANI/Si的硅基负极极片的制备方法，以PS‑PANI/Si作为负极活性材料，导电炭黑作为导电剂，PAA作为弹性粘结剂，PEO或PVA作为交联剂，经预分散混合，制备负极浆料，涂敷即可制备PEO/PS‑PANI/Si。所得极片作为硅基负极锂离子电池的应用时，初始库仑效率ICE＞90％；首次放电容量＞2700mAh g<supgt;‑1</supgt;；0.2C循环次数为100圈比容量＞2000mAh g<supgt;‑1</supgt;，稳定运行后的容量保持率＞80％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料及其极片的制备方法。

技术介绍

1、锂离子电池具有高容量、长循环寿命、自放电率低的优点。目前，商业化的锂离子电池负极材料主要为石墨，其原因为石墨具有低成本和高稳定性的特点。但是，石墨作为负极材料的比容量仅为372mah g-1，无法满足先进电动汽车和无人机对高能量密度动力电池的要求。硅材料不但具有石墨的成本低廉和环境友好优点，还具备超高理论比容量，可达3572mah g-1，因此，采用硅作为锂离子负极材料，可以提高锂离子电池的能量密度。但是，硅作为锂离子电池负极材料时，存在嵌脱锂过程中发生高达300％的体积变化，从而导致硅颗粒的粉化。粉化问题的影响主要有两方面：

2、1、硅的粉碎使颗粒表面的sei膜反复形成和破裂，不断消耗电解液的锂离子；

3、2、硅的粉碎会导致导电剂网络中断，从而产生死硅，导致硅负极实际容量降低、循环性能差。

4、为了抑制硅基负极的体积变化，可以在硅粉表面包覆无机物或聚合物。例如，现有文献1(何鹏,任建国,胡亮.碳包覆纳米硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料，其特征在于：以聚苯乙烯微球、苯胺单体、和过硫酸铵为原料，经低温反应制得聚苯胺包覆的聚苯乙烯微球PS-PANI，再与纳米硅粉Si复合，即可制得基于负应变导电聚合物的硅基负极材料，简称为PS-PANI/Si，

2.一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述基于负应变导电聚合物的硅基负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，聚苯乙烯微球和苯胺单体的质量比为1：(5-10)，苯胺单体和过硫酸铵的物质的量之比为1：(1-1.2)；

4.一种基于PS-PANI/...

【技术特征摘要】

1.一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料，其特征在于：以聚苯乙烯微球、苯胺单体、和过硫酸铵为原料，经低温反应制得聚苯胺包覆的聚苯乙烯微球ps-pani，再与纳米硅粉si复合，即可制得基于负应变导电聚合物的硅基负极材料，简称为ps-pani/si，

2.一种基于负应变导电聚合物的硅基负极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述基于负应变导电聚合物的硅基负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，聚苯乙烯微球和苯胺单体的质量比为1：(5-10)，苯胺单体和过硫酸铵的物质的量之比为1：(1-1.2)；

4.一种基于ps-pani/si的硅基负极极片的制备方法，其特征在于：以ps-pani/si作为负极活性材料，以及导电剂，弹性粘结剂和交联剂制备基于ps-pani/si的硅基负极极片，简称为peo/ps-pani/si；

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张邦文，李晓兰，刘晓燕，杨森，
申请(专利权)人：重庆科技大学，
类型：发明
国别省市：