一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料及制备制造技术

本发明专利技术属于电池材料技术领域，涉及一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料及制备，制备方法包括：将纳米镁硅合金粉热氮化，再真空高温分解，得纳米多孔硅粉；将其分散在柠檬酸水溶液，将纳米硅合金粉、表面活性剂和氢氧化钠分散在水溶液，两者溶液混合搅拌均匀，干燥，得前驱体；在软化沥青中加入前驱体，搅拌均匀，再通过辊压机压延成薄片，冷却后，破碎，然后进行高温碳化，经球磨，过筛；最后进行化学气相沉积。得到的碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料中，碳包覆的纳米多孔硅与纳米硅合金之间以碳纳米管连接，并均匀分散在碳包覆的外壳中；其作为负极材料具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料，涉及一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料及制备。

技术介绍

1、目前，商业石墨作为锂离子电池中最为常见的负极材料能够实现的比容量已经十分接近其理论容量（372 mah g-1），但这还远远不能满足新能源汽车动力电池的市场需求。为了实现更为广泛的储能应用，需要探索新型高理论比容量的负极材料，例如硅材料，这是开发新一代高能量密度锂离子电池的关键。但是由于硅负极的低电导率和锂化过程中巨大体积膨胀导致较差的循环性能，使得硅基负极材料的商业化应用受到严重阻碍。因此，研究人员开发了各种结构设计来适应硅基材料的体积变化，以及探索硅与其他材料的结合来形成新型的负极材料体系。

2、其中，将硅进行纳米化或合金化是一种改善硅负极循环稳定性的有效策略。利用特殊的纳米结构和形貌可以有效缓解si颗粒的破裂或粉化，并缩短锂离子的扩散距离，从而提高了硅锂之间的电荷传递反应。然而，纳米结构本身也存在一些问题，例如纳米硅粉容易团聚、振实密度较低、以及在高比表面积上发生不可逆反应，这大大影响了电池的电化学性能。而通过将硅粉与其他金属进行合金化，例如铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中的氮化温度为700~900℃，氮化时间为3~12h；

3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2的硅合金为硅和Me金属元素组成的合金，分子式为MeSix，其中x=0.1~2，Me金属元素为Mg、Fe、Cu、Ni中的一种或多种，且Me金属元素的质量百分比为10~70wt%；

4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管...

【技术特征摘要】

1.一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中的氮化温度为700~900℃，氮化时间为3~12h；

3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2的硅合金为硅和me金属元素组成的合金，分子式为mesix，其中x=0.1~2，me金属元素为mg、fe、cu、ni中的一种或多种，且me金属元素的质量百分比为10~70wt%；

4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2的柠檬酸水溶液中，柠檬酸的浓度为0.5~500g/l；

5.根据权利要求1所述的一种碳纳米管增强的碳包覆多孔硅/合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2的搅拌温度为20~80℃，搅拌速率为200...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁坤，岑卓芪，陈明华，
申请(专利权)人：宁波广科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：