一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法技术

一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，它属于锂离子电池技术领域。本发明专利技术解决现有纳米级硅碳负极材料长循环稳定性差，硅碳结构易被破坏的问题。方法：一、空心核壳‑Si@C的制备；二、空心核壳‑Si@C粗产物的处理。本发明专利技术用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池。

技术介绍

1、当前全球面临严峻的能源和环境挑战，急需开发并有效利用清洁能源。电化学储能技术与清洁能源的结合被视为解决清洁能源在时间和空间上局限性的有效途径。锂离子电池作为目前应用最广泛的电化学储能电池，其能量密度却受制于电极材料的低容量。因此，为了提升锂离子电池的能量密度，各国科研人员正在积极开展高容量负极材料的研究工作。

2、硅因其广泛的储量、优异的理论容量和合适的电压被高度认为是锂离子电池中石墨的有前景的替代品。然而，硅在储锂过程中会发生较大的体积膨胀(大于400％)，并表现出较差的电子和离子电导率。这些固有特性导致了如电极开裂、电池性能下降和容量快速下降等安全问题。因此，硅基负极材料的这些固有特性所带来的局限性阻碍了其实际应用，阻碍了其在锂离子电池领域的高速发展。

3、根据现有的文献可知，虽然现在各种纳米级硅碳负极材料层出不穷，但由于硅和碳之间缺乏强结合，硅碳结构不稳定，造成材料在循环过程中会发生硅和碳分离或脱落等问题使材料的长循环稳定性受到影响。所以为解决这一问题，设计一种具有稳定结构与的纳米硅碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的六水合硝酸钴与2-甲基咪唑的质量比为1:(6～12)；步骤一①中所述的六水合硝酸钴的质量与甲醇的体积比为1g:(90～100)mL；步骤一①中在转速为200rpm～600rpm的条件下，搅拌1h～12h；步骤一①中在室温下陈化12h～24h。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一②所述的ZIF-67...

【技术特征摘要】

1.一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的六水合硝酸钴与2-甲基咪唑的质量比为1:(6～12)；步骤一①中所述的六水合硝酸钴的质量与甲醇的体积比为1g:(90～100)ml；步骤一①中在转速为200rpm～600rpm的条件下，搅拌1h～12h；步骤一①中在室温下陈化12h～24h。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一②所述的zif-67的质量与乙醇的体积比为1g:(40～60)ml；步骤一②所述的zif-67的质量与蒸馏水的体积比为1g:(1～5)ml；步骤一②所述的zif-67的质量与正硅酸乙酯的体积比为1g:(1～5)ml；步骤一②所述的zif-67的质量与氨水的体积比为1g:(1～5)ml；步骤一②所述的氨水的质量百分数为20％～40％；步骤一②中在转速为200rpm～600rpm的条件下，搅拌1h～12h。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一③所述的原位生长sio2的zif-67的质量与乙醇的体积比为1g:(40～60)ml；步骤一③所述的原位生长sio2的zif-67与间苯二酚的质量比为1:(0.02～0.08)；步骤一③所述的原位生长sio2的zif-67的质量与氨水的体积比为1g:(0.1～0.4)ml；步骤一③所述的原位生长sio2的zif-67的质量与甲醛的体积比为1g:(0.02～0.08)ml；步骤一③所述的氨水的质量百分数为20％～40％；步骤一③中在转速为200rpm～600rpm的条件下，搅拌1h～12h。

5.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池负极的空心核壳纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一④所述的原位生长酚醛树脂的zif-67@sio2的质量与乙醇的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺飞，徐春波，高一钧，宋姗姗，崔显昌，曹林博，肖忠，杨飘萍，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：